食品2010食品工程原理2A卷答案

大连海洋大学2012 -2013 学年第1 学期 《食品工程原理Ⅱ》试卷参考答案及评分标准

命题教师：俞微微 所在学院：食品科学与工程 考试专业班级：食品2010-1-2

一、判断题（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1、×；2、×，3、√；4、×；5×

二、填空题（本题共3小题，每空1分，共10分）

1、间歇蒸馏，连续蒸馏

2、多孔膜、均质膜、非对称膜、荷电膜

3、密度、比热容、热导率、粘度（体胀系数）

三、简答题（本题共3小题，共10分）

1答：（1）蒸发除去食品中大量水分，减少包装、贮藏和运输费用（1分） （2）蒸发常作为结晶、干燥等的预处理过程（1分） （3）蒸发用以制备产品和回收溶剂 （1分） （4）提高制品浓度，增加制品的保藏性（1分）

2答：流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为对流传热。 （2分） 3答：干燥速率保持恒定（1分）；干燥机理属表面汽化控制（1分）；干燥除去非结合水分（1分）；蒸发温度相当于热空气的湿球温度（1分）

四、计算题（本题共7小题，共70分）

1、（8分）已知：d1=20mm;l=0.6m, =15mm，qm=2×10-5kg/s,Tw1=99℃,Tw2=40℃，r=2200 kJ/kg

（2分） 解：qmr2105220010344 W （2分）

A1d1l3.140.020.60.03768m2 （0.5分） A2d2l3.140.050.60.0942 m2 （0.5分）

Am

A2A10.09420.03768

0.0617 m2 （1分） A0.0942

lnln2

0.03768A



440.0150.181 W/(mK) （2分）

(Tw1Tw2)Am(9940)0.0617

2、（12分）已知：d=60mm;l=5m,qm=3600kg/h,Tc1=20℃,Tc2=75℃,

=1000kg/m3;cp=4000J/(kgK);=0.6W/(mK), =2mPas ，w=1.2mPas （2分）

求:  ,

共4页，第1页

解:u

qm4qm43600/36000.354m/s （2分） 22Ad10000.06

=

Re=

Lu



cp

0.060.3541000

=10620 （2分）

2103

40002103

Pr= ==13.33 （2分）

0.6

Nu0.023RePr

0.80.33

(

0.1420.8

)0.0231062013.330.33()0.14

（2分） w1.2

0.02316632.351.07496.54

=



d

Nu

0.6

96.54=965.4W/(m2K) （2分） 0.06

=3.5mm，（2分）

3、（6分）已知:di=82mm，d0=89mm，αi=200W/（m2·K），αo=300W/（m2·K），=45W/(mK)，求：Ki 解：

d11di10.00350.0820.082（3分） i0.008145

Kihdmcdo200450.08553000.089

Ki =122.77 W/（m2·K） （1分）

4、（12分）已知: K=120 W/（m2·K），Th1=80℃，Th2=50℃，Tc1=15℃，Tc2=35℃， qmc=1200kg/h，，Cpc4.2×103J/（kg·K）Cph2×103J/（kg·K），（2分） 求：qmh，T并，A并，T逆，A逆

解：热量衡算式为

qmhcph(Th1Th2)qmccpc(Tc2Tc1)

热负荷 

1200

4.2103(3515)2.8104W（2分） 3600

冷却水消耗量 qmh

2.81043600

168kg/h0（2分） 3

cph(Th1Th2)210(8050)

并流操作

80 50 Tm并651534.2℃（2分）

65ln15

2.81042

传热面积 A并6.82m（1分）

KTm并12034.2

共4页，第2页

逆流操作 80

50 Tm逆

4535

40℃（2分） 2

传热面积 Ai逆

22.8104

5.83m（1分）

Kitm逆12040

答（共12分）：已知：A=4.5m2，K=2000W/(m2K)

x

F=0.1,

xp =0.3， T1=30℃，rv=2400

kJ/kg ，TF =80℃, cpF=3.8kJ/kgK，ps=200kPa，Ts=120℃; rs=2200kJ/kg， （2分） 求:S，V；F

VF(1

xF0.1

)F(1)0.667F（2分） xp0.3

W（2分） KA(TsT1)20004.5(12030)810000 S

810000

kg/s=1325.5 kg/h（2分） 0.368

rs2200103

VvFCpF(T1TF)0.667F2400103F3.8103(3080)1410.8103F

=810000W （2分）

F=0.574kg/s =2067 kg/h （1分） V=0.667F=0.383 kg/s=1378.3 kg/h （1分）

（共6分）已知：P=101.33kPa，T=20℃，ps=2.33 kPa），pv=2.33kPa 6、

， （1分） 求、h，H。 解：H0.622

pv0.7

0.6220.0043 kg水/kg干空气， （2分）

Ppv101.30.7

pv/ps0.7/2.33100%30% （1分）

h(1.011.88H)T2500H(1.011.880.0043)2025000.004331.1kJ/kg

（2分）

7、（共14分）已知: w1＝0.2, w2＝0.02，m1=600 kg/h, H0=0.004 kg水/kg干空气，T0=20℃, T2=80℃ H 2=0.02kg水/kg干空气 ， （2分） 求：x1，x2，W，H1，T1，Q

共4页，第3页

解：x1

w10.2

0.25kg水/kg绝干料（1分）

1w110.2

x2

w20.02

0.0204kg水/kg绝干料（1分）

1w210.02

Wm1

w1w20.20.02

600110.2 kg/h（2分）

1w210.02

H1= H0=0.004 kg水/kg干空气， （1分）

h1(1.011.88H1)T12500H1(1.011.880.004)T125000.0041.0175T110

（1分）

h2(1.011.88H2)T22500H2(1.011.880.02)8025000.02133.8kJ

（1分）

h1h2，T1=121.7℃ （1分）

h0(1.011.88H0)T02500H0(1.011.880.004)2025000.00430.34kJ

（1分）

L

W110.2

6887.8kg绝干气/h （2分）

H2H10.020.004

Q=L（h1-h0）=6887.8/3600×(133.8-30.34)=197.95kW （1分）

共4页，第4页

大连海洋大学2012 -2013 学年第1 学期 《食品工程原理Ⅱ》试卷参考答案及评分标准

命题教师：俞微微 所在学院：食品科学与工程 考试专业班级：食品2010-1-2

一、判断题（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1、×；2、×，3、√；4、×；5×

二、填空题（本题共3小题，每空1分，共10分）

1、间歇蒸馏，连续蒸馏

2、多孔膜、均质膜、非对称膜、荷电膜

3、密度、比热容、热导率、粘度（体胀系数）

三、简答题（本题共3小题，共10分）

1答：（1）蒸发除去食品中大量水分，减少包装、贮藏和运输费用（1分） （2）蒸发常作为结晶、干燥等的预处理过程（1分） （3）蒸发用以制备产品和回收溶剂 （1分） （4）提高制品浓度，增加制品的保藏性（1分）

2答：流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为对流传热。 （2分） 3答：干燥速率保持恒定（1分）；干燥机理属表面汽化控制（1分）；干燥除去非结合水分（1分）；蒸发温度相当于热空气的湿球温度（1分）

四、计算题（本题共7小题，共70分）

1、（8分）已知：d1=20mm;l=0.6m, =15mm，qm=2×10-5kg/s,Tw1=99℃,Tw2=40℃，r=2200 kJ/kg

（2分） 解：qmr2105220010344 W （2分）

A1d1l3.140.020.60.03768m2 （0.5分） A2d2l3.140.050.60.0942 m2 （0.5分）

Am

A2A10.09420.03768

0.0617 m2 （1分） A0.0942

lnln2

0.03768A



440.0150.181 W/(mK) （2分）

(Tw1Tw2)Am(9940)0.0617

2、（12分）已知：d=60mm;l=5m,qm=3600kg/h,Tc1=20℃,Tc2=75℃,

=1000kg/m3;cp=4000J/(kgK);=0.6W/(mK), =2mPas ，w=1.2mPas （2分）

求:  ,

共4页，第1页

解:u

qm4qm43600/36000.354m/s （2分） 22Ad10000.06

=

Re=

Lu



cp

0.060.3541000

=10620 （2分）

2103

40002103

Pr= ==13.33 （2分）

0.6

Nu0.023RePr

0.80.33

(

0.1420.8

)0.0231062013.330.33()0.14

（2分） w1.2

0.02316632.351.07496.54

=



d

Nu

0.6

96.54=965.4W/(m2K) （2分） 0.06

=3.5mm，（2分）

3、（6分）已知:di=82mm，d0=89mm，αi=200W/（m2·K），αo=300W/（m2·K），=45W/(mK)，求：Ki 解：

d11di10.00350.0820.082（3分） i0.008145

Kihdmcdo200450.08553000.089

Ki =122.77 W/（m2·K） （1分）

4、（12分）已知: K=120 W/（m2·K），Th1=80℃，Th2=50℃，Tc1=15℃，Tc2=35℃， qmc=1200kg/h，，Cpc4.2×103J/（kg·K）Cph2×103J/（kg·K），（2分） 求：qmh，T并，A并，T逆，A逆

解：热量衡算式为

qmhcph(Th1Th2)qmccpc(Tc2Tc1)

热负荷 

1200

4.2103(3515)2.8104W（2分） 3600

冷却水消耗量 qmh

2.81043600

168kg/h0（2分） 3

cph(Th1Th2)210(8050)

并流操作

80 50 Tm并651534.2℃（2分）

65ln15

2.81042

传热面积 A并6.82m（1分）

KTm并12034.2

共4页，第2页

逆流操作 80

50 Tm逆

4535

40℃（2分） 2

传热面积 Ai逆

22.8104

5.83m（1分）

Kitm逆12040

答（共12分）：已知：A=4.5m2，K=2000W/(m2K)

x

F=0.1,

xp =0.3， T1=30℃，rv=2400

kJ/kg ，TF =80℃, cpF=3.8kJ/kgK，ps=200kPa，Ts=120℃; rs=2200kJ/kg， （2分） 求:S，V；F

VF(1

xF0.1

)F(1)0.667F（2分） xp0.3

W（2分） KA(TsT1)20004.5(12030)810000 S

810000

kg/s=1325.5 kg/h（2分） 0.368

rs2200103

VvFCpF(T1TF)0.667F2400103F3.8103(3080)1410.8103F

=810000W （2分）

F=0.574kg/s =2067 kg/h （1分） V=0.667F=0.383 kg/s=1378.3 kg/h （1分）

（共6分）已知：P=101.33kPa，T=20℃，ps=2.33 kPa），pv=2.33kPa 6、

， （1分） 求、h，H。 解：H0.622

pv0.7

0.6220.0043 kg水/kg干空气， （2分）

Ppv101.30.7

pv/ps0.7/2.33100%30% （1分）

h(1.011.88H)T2500H(1.011.880.0043)2025000.004331.1kJ/kg

（2分）

7、（共14分）已知: w1＝0.2, w2＝0.02，m1=600 kg/h, H0=0.004 kg水/kg干空气，T0=20℃, T2=80℃ H 2=0.02kg水/kg干空气 ， （2分） 求：x1，x2，W，H1，T1，Q

共4页，第3页

解：x1

w10.2

0.25kg水/kg绝干料（1分）

1w110.2

x2

w20.02

0.0204kg水/kg绝干料（1分）

1w210.02

Wm1

w1w20.20.02

600110.2 kg/h（2分）

1w210.02

H1= H0=0.004 kg水/kg干空气， （1分）

h1(1.011.88H1)T12500H1(1.011.880.004)T125000.0041.0175T110

（1分）

h2(1.011.88H2)T22500H2(1.011.880.02)8025000.02133.8kJ

（1分）

h1h2，T1=121.7℃ （1分）

h0(1.011.88H0)T02500H0(1.011.880.004)2025000.00430.34kJ

（1分）

L

W110.2

6887.8kg绝干气/h （2分）

H2H10.020.004

Q=L（h1-h0）=6887.8/3600×(133.8-30.34)=197.95kW （1分）

共4页，第4页