食品工程原理2答案

食品工程原理答案

【1-1】解：设椰子油密度为940 kg/m3，忽略流动损失外，由式（1－30a）得

gZp1

u2p2

12u2

1+ρ+2=gZ2+ρ+

2

因为z1

=

z2，上式简化为，

由连续性方程可知

uQ

1=

u2

2=

Q

4

d1d2

4

2

u1=

Q0.314×10uQ

2

=0.113×10Q=940×78.314 10.142×10

6

=0.158×10 3【1-2】解：由雷诺数表达式可知

Re=

dρu

μ

Q2×10 3u=A==3.49m/s

4

×0.0272

Re=

0.027×3.49×1030

2.12×10

3

=4.58×104

【1-3】解：首先判别该流动状态

Q1.5×10 4

u=A==1.9

×0.012

4

Rρ

.01×1.9×940e=

duμ

=

040×10 3

=446

m3/s 由判别式可知为紊流。

食品工程原理答案

可知该流动为层流，其流动损失系数为

λ=

6464

==0.1435Re446

由不可压缩实际流体流动方程

Z1=Z2， u1=u2

ΔpLu2271.92

=λ =0.1435××=699.3 ρd20.012

压力降为

Δp=699.3×940=657×103 Pa

【1-4】解：首先判断该流体流动状态，已知管道内径为33mm，

Re=

duρ

μ

=

0.033×6×10004

=1.65×10

12×10 3

可知流动状态为紊流，由布拉休斯公式（1-59）

λ=

0.31640.3164

==0.028Re0.251.65×1040.25

ΔpLu210062 =λ =0.028××=1527ρd20.0332

因摩擦引起的压力降为

Δp=1527×103 Pa

【1-5】解：设管径减至原有的1/2后，流体流动状态仍然保持层流。由流动阻力方程可知

Lu2

Lf=λ

d2

QLf=LfLf

'

p1 p2

ρ

=

32μul32μQl

=2

4dd4

∴=(

d4d44)=()=2=16'

1dd2

即因流动阻力而产生的能量损失为原来损失的16倍。 【1-6】解：由流动损失表达式可知 由于管径和管长均不变，因此，流量变化前后，影响能量损失的因素是阻力系数和速度，比较这两个参数即可求解。

食品工程原理答案

u1=

Q12Q u2=1AA

λ1=

0.3164 dρQ1

Aμ

λ2=0.25

0.3164 dρ2Q1

Aμ

0.25

λ2 1

= λ1 2

2u =4u12

0.25

=0.84

流动能量损失为原来的

Lf2Lf1

=0.84×4=3.36

【1-7】解：根据能量方程，设井水面为I-I界面，管道出口处为II-II界面。

2

u12p2u2

gZ1++=gZ2+++∑Lf

ρ2ρ2

p1

Z1=0, Z2=5.5 mp1=1.0133×105 Pa

Q3600u1=0, u2===1.26 m/s

A×0.10624

2u2

p2=p1 ρgZ2 ρ ρ∑Lf

2

5

1000×1.262

p2=1.0133×10 1000×9.8×5.5 1000×4.5

2

=42136.2 Pa

泵入口真空度为 pV=1.0133×10 4.2136×10=5.92×10Pa

【1-8】解：首先求泵的有效功率，设贮槽A和贮槽B两液面分别为I-I端和II－II端

2

u12p2u2

gZ1+++w=gZ2+++∑Lf

ρ2ρ2Z1=0, Z2=20 m

p1=p2

u1=u2=0

5

4

4

p1

食品工程原理答案

w=gZ2+∑Lf

=9.8×20+10+30 =236 J/kg

w236H===24 m

g9.8

由公式（1-88）得

P=

HQρg24×30×1200×9.8

==3.6 KW

1000η1000×0.65×3600

【1-9】解：根据公式（1-31d），设两槽液面分别为I－I和II－II

2

p1u12p2u2

Z1+++H=Z2+++∑hf

ρg2gρg2g

u1=u2, p1=p2, Z1=0, Z2=20 m

管道内水的流速为

10×4u===1.36 m/s

23.14×0.0512×3600d4

Q

Re=Δ

d=

duρ

μ

=

0.051×1.36×10004

=6.9×10

1×10 3

0.25

0.0049 51

根据莫迪图查得阻力系数约为0.032，则沿程阻力损失为

leu2

hf=λ

d2g

1001.362

× =0.032×

0.0512×9.8

=5.92 m

由表1-5可知，

1.362u2

=(0.17+6.4+3×1.1)∑

2g2×9.8 =0.93 m

食品工程原理答案

H=Z2+∑hf

=20+5.92+0.93 =26.85 m

轴功率为

HQρg26.85×10×1000×9.8 P===1.04 KW

1000η1000×0.7×3600

【1-10】解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和蒸发器水平管出口分别为I－I和II－II

2p1u12p2u2

Z1+++H=Z2+++∑hf

ρg2gρg2g

u1=0, u2=

=2.45 m/s

d2×0.0512×360044 5534

p1=1×10 Pa, p2=1×10 40×10=6×10 Pa

Q

=

18

Z1=0, Z2=20 m

管道内溶液流动状态为

Re=Δ

d=

duρ

μ

=

0.051×2.45×10604

=12×10

1.1×10 3

0.020

0.00039 51

根据莫迪图查得阻力系数约为0.02，则沿程阻力损失为

leu2

hf=λ

d2g

502.452

=0.02××

0.0512×9.8

=6 m

由表1-5可知管道进口和出口的局部阻力系数，

2.452u2

=(0.5+1.0)∑

2g2×9.8 =0.46 m

食品工程原理答案

2

p2p1u2

++∑hfH=Z2+

ρgρg2g

40×103

=20 +0+6+0.46

1060×9.8

=22.6 m

轴功率为

P=

HQρg22.6×18×1060×9.8

==1.81 kW

1000η1000×0.65×3600

【1-11】解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和管路出口分别为I－I和II－II

2p1u12p2u2

Z1+++H=Z2+++∑hf

ρg2gρg2g

u1=0, u2=

Q

=

6

×0.02542×36004

=3.3 m/s

4

p1=p2=1×105 Pa Z1=0, Z2=2 m

d2

管道内溶液流动状态为

Re=

duρ

μ

=

0.0254×3.3×12404

=1.4×10

7×10 3

假设管道粗糙度较小，利用公式（1-59）估算阻力系数

0.31640.3164 λ=0.25==0.03

Re1.4×1040.25

则沿程阻力损失和局部阻力损失为

2 le uhf= λ+∑

d 2g

2

50 3.3

+6×1.1+1×6.4+2×0.17 × = 0.03×

0.0254 2×9.8

= …… 此处隐藏：3043字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……