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编辑于2021-02-03 11:21:00食品工程原理
绪论
食品的生产过程
从原料到成品的过程
包括
化学反应过程
食品风味的形成
物理加工过程

单元操作特点
 
单元操作的基本概念
物料衡算
据质量守恒定律

输入量-输出量=积累量
是其一种表现形式

若积累的物料量为0
即连续生产或定态过程

步骤
1

2

例题

解法

能量衡算
依据
能量守恒定律

主要能量
机械能
热能
步骤
与物料衡算近似
物系的平衡关系
平衡状态是自然界中广泛存在的现象
可用来判断
过程能否进行
进行的方向
能达到的程度
例子

传递速率
 
与推动力成正比

与阻力成反比
以食盐的溶解为例

经济核算

生产费用

最优

单位与单位换算
基本单位

导出单位

概要

第二章 流体力学知识
基础知识
流体
概念
在力的作用下能产生连续变形的物体
主要特征
可以流动
包括
气体
液体
研究意义
流体输送
传热
传质
研究方法

性质
压缩性
在一定温度下
压力变化引起流体的体积相对变化
 随压力增加,体积变小
液体
不可压缩流体
气体
可压缩流体
膨胀性
在一定压力下
温度变化引起流体体积相对变化
一般成正比
即温度越大
体积增大越大
对气体的影响更明显

密度
单位体积流体的质量

影响因素
物性
组成
温度
T
压强
P
液体密度
随压力变化很小
随温度稍有变化
通过查表可得

质量分率(数)
混合物中某组分的质量与混合物总质量的比值
气体密度
近似按理想气体状态方程
 PV=mRT/M——m/V=ρ= PM/RT
要求
压力不太高
温度不太低
气体混合物

比容(比体积)

单位质量流体的体积
单位
千克每立方米
密度的倒数
压强
作用于流体单位表面积上的作用力
P
单位

其他表示

流体压强
表示方法
绝对压强
以绝对真空(零压)为基准
表压强
以大气压为基准
用压力计测
当所测处的压强为大气压时,其读书为0
单位MPa
关系
真空度(负表压)
关系

用真空表测

单位MPa
单位
atm
标准大气压强
mmHg
毫米汞度
mH2O
米水柱
kgf/cm2
工程大气压强
at
换算
1

2

例题练习
计算题
1

解答

2

解答

填空题
1

解答

2

解答

3

解答

4

解答

第一节 牛顿流体及其粘度
牛顿流体包括(水,空气,氮气,氧气)
牛顿型流体流动时的粘度不为0
牛顿型流体静止时的粘度不为0
理想流体的粘度为0
牛顿内摩擦定律
一切真实流体中,由于分子的扩散或分子间相互吸引的影响,使不同流速的流体之间有动量交换发生。 因此,在流体内部两流层的接触面上,产生内摩擦力 这种力与作用面平行又称流动切应力和粘性力 粘性力的方向, 对流速大的流体层而言,它与流速方向相反,是阻碍流动的力 对流速小的流体层而言,则是促使其加速的力 粘性力的大小可由牛顿内摩擦定律确定  如果流体的应力与应变率之间,不能用牛顿广义内摩擦定律来描述,则这种流体就被称为非牛顿流体(油漆,泥浆,血液,酸奶,巧克力酱,火腿肉糜,玉米淀粉糊)其主要性质是吃软不吃硬
要点
1、内摩擦力正比于流层移动的相对速度; 2、内摩擦力正比于流层间的接触面积; 3、内摩擦力随流体的物理性质而改变; 4、内摩擦力与正压力无关。
第二节 流体流动能量平衡
不可压缩理想流体的稳定流动与柏努利方程
稳定流动总能量方程式

适用
不可压缩理想流体
可压缩实际流体
概要
在流动过程中,对外有热量和功的交换
简化(伯努利方程)
  
一
以1kg理想流体的稳定流动


在压力变化不大的情况下
气液体都被视作不可压缩流体
比体积不发生改变
即密度不发生改变
内能e1=e2=e是恒定值
截面上流体的平均流速

二
以单位流体重量为基准

三
以单位流体体积为基准
 
例题
1.

解答

画出示意图
选取截面
以计算方便为原则
要求的是u2
A2
水管截面积
伯努利方程
讨论
原理
1.能量可以在动能,势能和压能之间转换,它们遵循能量守恒原则
流速与压力
反比
随着流体水平流速的增加
压力减小
适用于等熵流
不涉及任何传热
并且是可逆的
概要
回到其初始状态而不需要外部做工 
流体静止

应用

解题要点
 
符号和物理量的含义

不可压缩实际流体的稳定流动

单位质量流体为基准
  
新概念

第三节 管中流动
管中稳定流动连续性方程

不可压缩流体

雷诺
实验
装置

形态
层流

湍流

判断依据

雷诺准数
 
判定

物理意义

水力直径(当量直径)

例题

圆管中的层流
速度分布

平均流速
圆管中的湍流
绝对粗糙度

参考

相对粗糙度

摩擦系数

布拉休斯公式

粗糙管

莫迪图
 
子主题
子主题
子主题
子主题
子主题
子主题
粘性底层

湍流流动时
大于

小于

阻力
 
直管阻力

求解

局部阻力
 
求解
 
计算法

阻力系数法
查表格

当量长度法

表格

题
习题
1.

2.
 填雷诺准数
3.

4.

例题
简单管路的计算

类型
1.

2.

题型
1.

2.

3
 
4.

5.

解答
1.

2.

3.

4.

5.

6.

6.

解答
1.

2.

液体输送设备
题型
1.

解答
 
2.

解答

常用流体输送机械

泵
用途

工作原理和结构特征
 
离心泵

主要部件
 
工作原理
 
主要性能参数
 
选用原则

特性曲线

图示

第三章 传热
传热基础

基本方式
热传导

基本概念
温度场

等温面

温度梯度

传热速率和热流密度

傅立叶定律与热导率(导热系数)λ
 
影响热导率的因素
 
傅立叶定律的应用
1.
 
2.
 
3.

4.

例题
1.

2

3.

热对流
 
两种方式

示意图

牛顿冷却定律与对流传热系数
 
影响系数的主要因素

系数关系式的建立方法
 
注意

子主题
子主题
子主题
流体在管内做强制对流

蒸汽冷凝放热(有相变)

沸腾传热(有相变)

曲线

热辐射
 
辐射能

辐射能力
 
换热
目的

方式

间壁式最多

稳定传热

不稳定传热

习题
1.

2.

3.

4.

5.

6.
 不一定相等
7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

颗粒与流体之间的相对流动
习题
 
概述
混合物的分类

均相物系
非均相物系

意义

分离方法

分离

球形颗粒

球形度

沉降
重力沉降
   
应用
 
阻力系数
 
区域
 
沉降速度

例题
 
过滤

孔隙率

作业
1.

解答

2.

解答

3.

4.

概念
清水
密度

粘度

储液池
流速为0
与大气相通
解答

5.

解答

6.
牛奶以2×10-3m3/s的流量流过内径等于27mm的不锈钢管,牛奶的黏度为2.12×10-3Pa.s,密度是1030kg/m3,试确定管内流动是层流还是湍流。
解答

7.

解答

8.

解答
 
9.

解答

10.
解答

11.
解答
pp
12.

解答
  
13.

解答

14.

解答
15.

解答
 
16.
 
解答