2023年研究生類農學碩士聯考(M.Agr卷I一.歷年考點試題黑鉆版(共50題)1.如果在換熱器中冷流體側的熱阻遠大于熱流體側的熱阻，則管壁溫度更接近______；2.水在一段光滑水平圓管中做穩定層流流動，若管道內徑不變，流量加倍，則壓降是原來的______。A.1.6倍B.2倍C.3.2倍D.4.2倍3.流體的流動形態可分為______幾種。4.旋風分離器的直徑越大，分離效率越______。5.從容器A向容器B輸送果汁，兩容器間的壓強差和液面差維持恒定。輸送管線的內徑為50mm，管線總長為L，流動的局部阻力可忽略不計，流量為Q。今要求輸送量增加50%，故需對管線進行改裝，有如下幾種方案：

(1)將原管線換成內徑為75mm、長度為L的管子；

(2)在原管線上并聯一根內徑為50mm、長度為L/2的管子；

(3)在原管線上并聯一根內徑為25mm、長度為L的管子。

試通過計算給出哪(幾)個方案可行。假設在各種情況下，摩擦系數不變。6.當其他條件都保持不變時，提高轉鼓真空過濾機的轉速，則過濾機的生產能力______。A.提高B.降低C.不變D.不一定7.001型離子交換樹脂可與水溶液中的______離子進行交換。8.68mm×4mm的無縫鋼管內通過表壓為0.2MPa的飽和水蒸氣。管外包30mm厚的保溫層，λ=0.080W/(m·K)。該管設置于溫度為20℃的大氣中。已知管內壁與蒸汽的對流傳熱系數為5000W/(m2·K)，保溫層外表面與大氣的對流傳熱系數為10W/(m2·K)。求蒸汽流經每米管長的冷凝量及保溫層外表面的溫度。9.用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，設水池和水塔水面維持恒定，若離心泵在正常操作范圍內工作，開大出口閥門將導致______。A.送水量增加，泵的壓頭下降B.送水量增加，泵的壓頭增大C.送水量增加，泵的軸功率不變D.送水量增加，泵的軸功率下降10.灰體的輻射能力可以大于黑體的輻射能力。11.現要分離某水溶液中含有的A，B，C等幾種不揮發性有機物溶質，它們的物理及化學性質較為相似。請你用在食品工程原理中學到的有關知識，給出三種以上可能的分離方法，說明相應的分離原理及應注意的問題。12.有一套管換熱器，內管為38mm×2mm的銅管，今以絕對壓強為300kPa(飽和溫度為133℃)的飽和水蒸氣將管內的5000kg/h的某液體從33℃加熱到75℃?，F因某種原因，該液體的流率減小到1350kg/h，而要求進、出口溫度不變。如仍使用原換熱器進行換熱，你將采取什么措施?并計算建議改變的項目。

已知兩種流率下液體在管內均為湍流，且物性常數不變；蒸汽的冷凝對流傳熱系數值比液體的大得多，污垢熱阻可以忽略不計。13.某攪拌槽中盛有6000kg的料液，其比熱容為4.00kJ/(kg·K)，初溫為100℃。槽內設有蛇管，管內通有冷水用以冷卻槽中的液體，冷卻水的進口溫度為25℃，流量為1500kg/h。換熱面積為6m2，總傳熱系數為230W/(m2·K)。槽內料液溫度均一，求將料液冷卻到60℃所需時間。14.水在一段水平管中穩定流動，若流量不變，管道內徑變為原來的一半，當流動處于阻力平方區時，則壓降是原來的______。A.4倍B.8倍C.16倍D.32倍15.有一分離A、B雙組分理想溶液的常壓精餾塔，如圖所示，操作參數如下，進料量F=157kmol/h，飽和液體進料，料液中含易揮發組分A的摩爾分率=0.3(摩爾分率，下同)，塔頂流出液量40kmol/h，其組成=0.96，回流量=80kmol/h，回流液溫度40℃。塔頂第一層板上溫度82.5℃，測得塔內的平均壓力=102.7kPa，已知塔釜的傳熱面積為60m2，總傳熱系數K=2280kJ/(m2·h·℃)，相對揮發度α=2.5。計算此時塔釜間接加熱蒸氣的溫度為多少?

附：溶液的汽化潛熱為30400kJ/kmol，平均比熱容為155kg/(kmol·℃)，純組分A的飽和蒸汽壓與溫度的關系為

p0，kPa；t，℃。16.平衡水分是______水分。17.流化床傳熱均勻的主要原因是______。18.與逆流蒸發相比，順流蒸發對濃縮熱敏性食品有利。19.在正常精餾操作下，提高回流比，則塔板的分離能力______；20.如果流體所受剪應力與速度梯度成正比，則該種流體稱為______流體。21.轉鼓真空過濾機的轉速越大，則其表面的濾餅厚度越______。22.提高溫度，濕空氣的相對濕度______；23.計算流體局部流動阻力的方法有______。24.寫出工業上使用的一個導熱干燥器的名稱______。25.在蒸發操作中，任一效中溶液的沸點不會______二次蒸汽的溫度。A.高于B.等于C.低于D.大于等于26.某乳品廠用噴霧干燥設備生產奶粉，每小時處理濕基含水量50%的牛奶100kg，干燥后奶粉的濕基含水量為2%?？諝獬跏紶顟B為25℃，濕度為0.016kg/kg絕干氣，預熱至150℃后進入噴霧塔。排出的廢氣溫度為86.5℃，設牛奶進入干燥室的溫度為50℃，對外界的熱損失為209kJ/kg水分，牛奶進出噴霧塔所帶入的熱量為146kJ/kg水分，求所需空氣的體積流量。27.在一單程列管換熱器中用飽和水蒸氣加熱食用油。溫度為160℃的飽和蒸汽在殼程冷凝，冷凝液在飽和溫度下排出。食用油在管程流動，并由20℃加熱到106℃。列管換熱器尺寸為：列管直徑為19mm×2mm、管長為4m，共有25根管子。若換熱器的傳熱量為125kW，蒸汽冷凝傳熱系數為7000W/(m2·K)，油側污垢熱阻為0.0005m2·K/W，管壁熱阻和蒸汽側污垢熱阻可忽略，求管內油側對流傳熱系數。

又若油的流速增加1倍，此時若換熱器的總傳熱系數為原來的1.75倍，求油的出口溫度。假設油的物性不變。28.空氣在水平圓管內做穩定層流流動時，管中心的流速是平均流速的______。A.2倍B.0.5倍C.1倍D.0.8倍29.強化對流傳熱的途徑是______。30.流體的流動形態有______。31.水在一段水平管中穩定流動，若流量不變，管道內徑變為原來的一半，當流動處于層流時，則壓降是原來的______。A.4倍B.8倍C.16倍D.32倍32.由開口高位槽經附圖所示的管路向開口低位槽輸送液體，兩槽液面恒定，其間垂直距離為Z。當閥門A和B全開時兩條并聯管路與總管的長度(包括一切局部阻力的當量長度)以及管徑有如下關系：

∑lA=∑lB=2∑lT，dA=dB=dT=d，

下標A，B及T分別表示并聯管路A，B及總管路。求閥門A和B全開時總流量比關閉任一閥門時總流量增加的百分數。已知管子為水力光滑管，摩擦系數可用下式計算：λ=0.3164/Re0.25。

33.在全回流時，達到指定的分離要求所需的理論板數______。34.提高溫度，濕空氣的相對濕度______。35.水分在濕物料中的存在哪幾種形式?按干燥中被除去的難易程度(由難到易)排序。36.用一板框過濾機恒壓過濾某種懸浮液，過濾時間為2h，得濾液20m3。過濾后用10%濾液量的洗滌液(物性與濾液相同)洗滌，每次拆裝等所需時間為15min。已知該操作過程中的過濾介質當量濾液量Ve=2.5m3。求該過濾機的生產能力。37.什么是精餾原理?在精餾裝置中主要包括哪幾部分，每一部分起什么作用?38.對難溶氣體，必為______所控制。39.精餾塔在最小回流比時操作，也可以達到規定的分離要求。40.用精餾的方法能否獲得純組分?為什么獲得的組分純度越高，所需的塔板數越多?說明原因。41.提高壓強，氣體的擴散系數______；42.當其他條件都保持不變時，提高轉鼓真空過濾機的轉速，則過濾機______。A.生產能力提高B.生產能力降低C.濾餅厚度提高D.濾餅厚度降低43.平衡水分是______；44.若理想氣體的溫度為227℃，則體積膨脹系數為______；45.對于兩組分溶液，若氣液平衡時有yA=yB，則不能用普通蒸餾法加以分離。46.液體的熱導率隨溫度的升高而______。47.降塵室的生產能力與含塵氣體中顆粒的密度、大小有關。48.提高冷凝傳熱的溫差，則冷凝傳熱量______。49.冷凝傳熱的熱阻主要集中在______。50.用板框壓濾機在恒定壓強差1.5×105Pa下過濾某種水的懸浮液時得到如下過濾方程：(q+0.06)2=2.79×10-4(τ+12.9)，式中，q的單位為m，τ的單位為s。已知濾餅不可壓縮，濾漿中固體含量很低，密度可取為1000kg/m3，每米3濾液生成的濾餅體積為6.73×10-3m3。壓濾機的框內尺寸為1.0m×1.0m×0.035m，共25個濾框。今用一離心泵將上述懸浮液送入壓濾機內，離心泵的特性曲線方程為H=33.2-0.81Q，式中，H的單位為m，Q的單位為m3/h。開口的濾漿槽內液面與壓濾機入口在同一水平面上，并保持不變。濾漿在輸送管路中的流動阻力可以忽略。求獲得50m3濾液所需的過濾時間。卷I參考答案一.歷年考點試題黑鉆版1.參考答案：熱流體2.參考答案：BCD3.參考答案：層流與湍流4.參考答案：低5.參考答案：在高壓容器A液面(1-1截面)與容器B(2-2截面)間列柏努利方程，即

(1)

式中：ω=0，Δz=c1，u1=u2≈0，Δp=c2

代入式(1)，得：

因為

所以

(2)

方案一：將原管線換成內徑為75mm、長度為L的管子

由式(2)，得：

(3)

(3)/(2)得：

方案二：在原管線上并聯一根內徑為50mm、長度為L/2的管子

由于整個管路的流動阻力為單根管的流動阻力與兩根管并聯部分的流動阻力之和，故有：

或

(4)

(4)/(2)得：

方案三：在原管線上并聯一根內徑為25mm、長度為L的管子

從以上計算結果可以得出：只有方案一即將原管線換成內徑為75mm、長度為L的管子可行。6.參考答案：A7.參考答案：陽8.參考答案：以保溫層外表面為基準，取管壁的熱導率λ1=45W/(m·K)，

r1=30×10-3m，r2=34×10-3m，r3=64×10-3m

(1)每米管長的蒸汽冷凝量。

Q=KOSOΔTm=KO(πdOL)ΔTm=Wsr

所以

(1)

其中：

水蒸氣絕對壓強為300kPa，其飽和溫度Ts=133.3℃，汽化潛熱r=2168kJ/kg

ΔTm=133.3-20=113.3(℃)

(恒溫差傳熱)

將以上各值代入式(1)，得：

(2)保溫層外表面的溫度TW。

由Q=αOSO(TW-20)=αO(πdOL)(TW-20)

得：9.參考答案：A10.參考答案：A11.參考答案：用在食品工程原理中學到的有關知識，可能的分離方法有：(1)吸附；(2)離子交換；(3)液-液萃??；(4)膜分離；(5)分步結晶。

其分離原理是：吸附利用溶質的吸附力不同而將混合物分離；離子交換是利用離子的交換能力不同而將混合物分離，在使用中，如果溶質是中性的，可調節溶液的pH值使其帶上電荷，再根據電荷的性質(正或負)來選擇相應的離子交換樹脂(陽或陰離子交換樹脂)；液一液萃取利用溶質(在另一液相中)的溶解度不同而將混合物分離，所加入的另一液相(溶劑)要與原溶劑完全不互溶或至多是部分互溶；膜分離利用溶質的分子大小(或分子量大小)不同而將混合物分離；分步結晶利用溶質的溶解度不同而將混合物分離。12.參考答案：變動前：

Q=Wccpc(Tc2-Tc1)=KSΔTm

變動后：

Q'=W'ccpc(Tc2-Tc1)=K'SΔT'm

兩式相比，得：

(1)

由題意，得：

K=α，K'=α'

故

又

故

變動前：

將以上數據代入式(1)得：

所以ΔT'm=59.3(℃)

而

解得：T'=115.8(℃)。

查飽和水蒸氣表可知，115.8℃的壓強為177kPa，故將水蒸氣壓強從300kPa降至177kPa即可。13.參考答案：設在冷卻的任意時刻t，料液的溫度為T，冷卻劑的出口溫度為Tc2，則有：

所以

或

(1)

其中：

對料槽內的料液作熱衡算，有：

-Wccpc(Tc2-Tc1)dt=GcphdT

將式(1)代入可得：

Wccpc(T-Tc1)(β-1)dt=GcphdT

積分上式可得：

14.參考答案：D15.參考答案：因塔底再沸器內為恒溫差傳熱(一側為水蒸氣冷凝，一側為溶液沸騰)，因此傳熱速率方程為：

QB=KS(Ts-tbW)

所以

(1)

由上式可以看出，要求出Ts，必先求出QB和tbw。因此，求出這兩個值是本題的關鍵。

W=F-D=157-40=117(kmol/h)

FxF=DxD+WxW

xW=(57×0.3-40×0.96)/117=0.0744

對于理想溶液，有

所以

所以

由經驗公式得：

即tbW=109.3(℃)

注意：當塔外回流不是泡點回流時，塔內外回流量不同。對如圖所示的虛線框做總物料和總能量衡算，有：

V1+L=V2+L。

(1)

V1H+LI=V2H+L0IR

(2)

由式(1)得：

V2-V1=L-L0

(1)'

由式(2)得：

(V2-V1)H=LI-L0IR

(2)'

將式(1)'代入式(2)'，得：

(L-L0)H=LI-L0IR

所以

由此式可以看出：若為泡點回流，即tb1=tR，則L=L0，即塔內外回流量相等；若為冷液體回流，即tb1＞tR，則L＞L0，即塔內回流量大于塔外回流量。而精餾段操作線方程中的回流比指的是塔內回流比。

所以

所以L=1.217L0=1.217×80=97.36(kmol/h)

QB=V'rB=[(L+D)+(q-1)F]

泡點進料，q=1

所以QB=(97.36+40)×30400=4.18×106(kJ/h)

將tbW、QB之值代入式(1)，得：

Ts=4.18×106/(2280×60)+109.3=140(℃)

即塔底再沸器內加熱用飽和水蒸氣的溫度為140℃。16.參考答案：不能除去17.參考答案：①固體粒子的熱容遠比氣體的大，②粒子的劇烈運動，③劇烈的對流混合18.參考答案：A19.參考答案：上升20.參考答案：牛頓21.參考答案：薄22.參考答案：減小23.參考答案：當量長度法和阻力系數法24.參考答案：滾筒干燥器25.參考答案：C26.參考答案：將物料濕基含水量轉換為干基含水量：

絕干物料量：

GC=G1(1-ω1)=100×(1-0.5)=50(kg/h)

汽化水分量：

W=GC(X1-X2)=50×(1-0.02041)=48.98(kg/s)

本題為非等焓干燥過程：

代入數據，得：

ε=0-[-146+209]=-63(kJ/kg汽化水)

I1=(1.0+1.93H0)t1+2500H0

=(1.0+1.93×0.016)×150+2500×0.016

=194.6(kJ/kg絕干氣)

所以

(1)

I2=(1.0+1.93H2)×86.5+2500H2

(2)

(1)、(2)式聯立，解得：

H2=0.040(kg/kg絕干氣)

I2=193.2(kJ/kg絕干氣)

絕干空氣流量：

空氣的濕比容：

新鮮空氣的體積流量為：

V=LvH=2040×0.865=1765(m3/h)27.參考答案：管內油側的對流傳熱系數。

對數平均溫差：

傳熱面積：

SO=nπdOL=25×π×0.019×4=5.966(m2)

總傳熱系數：

而

解得：αi=358.4[W/(m2·K)]

(2)油的流速加倍后的出口溫度。

由

得：

所以

即

解得：T'c2=99.2(℃)。28.參考答案：A29.參考答案：減薄滯流內層的厚度30.參考答案：層流和湍流兩種31.參考答案：C32.參考答案：在高位槽液面(1-1')至低位槽液面(2-2')間列柏努利方程，得：

將ω=Δp=Δu2=0，Δz=-z代入上式，得：

(1)

情況1．關閉閥B，此時為單一管線，流量為Q1，則

(2)

其中

情況2．閥