2025年大學(xué)大三（食品科學(xué)與工程）食品工程原理試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。(總共8題，每題5分)1.以下關(guān)于流體流動(dòng)的說(shuō)法，正確的是（）A.層流時(shí)，流體的流速分布呈拋物線(xiàn)狀B.湍流時(shí)，流體的流速分布均勻C.雷諾數(shù)越大，流體越容易發(fā)生層流D.流體在管道中流動(dòng)時(shí)，管壁處流速為零，中心處流速最大2.某食品物料在干燥過(guò)程中，其干燥速率曲線(xiàn)如圖所示。以下關(guān)于干燥過(guò)程的描述，錯(cuò)誤的是（）A.AB段為恒速干燥階段B.BC段為降速干燥階段C.在恒速干燥階段，物料表面溫度等于干燥介質(zhì)的濕球溫度D.在降速干燥階段，干燥速率主要取決于物料內(nèi)部水分的擴(kuò)散速率3.以下關(guān)于傳熱的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.熱傳導(dǎo)是依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而傳遞熱量的過(guò)程B.對(duì)流傳熱是流體各部分之間發(fā)生宏觀相對(duì)位移而引起的熱量傳遞過(guò)程C.輻射傳熱是物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量的過(guò)程D.熱傳遞的三種基本方式在任何情況下都不會(huì)同時(shí)存在4.某連續(xù)精餾塔，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5（摩爾分?jǐn)?shù)），塔頂餾出液組成xD=0.95，塔釜釜液組成xW=0.05。則塔頂餾出液的流量為（）A.50kmol/hB.47.37kmol/hC.52.63kmol/hD.60kmol/h5.在食品加工中，經(jīng)常會(huì)用到過(guò)濾操作。以下關(guān)于過(guò)濾的說(shuō)法，正確的是（）A.過(guò)濾是利用多孔性介質(zhì)將懸浮液中的固體顆粒截留下來(lái)，而使液體通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的操作B.過(guò)濾介質(zhì)的孔徑越大，過(guò)濾效率越高C.過(guò)濾操作中，過(guò)濾阻力主要來(lái)自于過(guò)濾介質(zhì)的阻力D.恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速率隨過(guò)濾時(shí)間的增加而增大6.以下關(guān)于蒸發(fā)的說(shuō)法，正確的是（）A.蒸發(fā)是將溶液加熱沸騰，使其中的溶劑汽化而除去，從而得到濃縮溶液的操作B.蒸發(fā)操作中，加熱蒸汽的壓力越高，蒸發(fā)效率越低C.單效蒸發(fā)是指溶液在一個(gè)蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)的操作D.多效蒸發(fā)是指溶液在多個(gè)蒸發(fā)器中依次進(jìn)行蒸發(fā)的操作，各蒸發(fā)器的操作壓力相同7.某食品工廠需要將一種粘性液體輸送到高處的儲(chǔ)罐中。以下輸送設(shè)備中，最合適的是（）A.離心泵B.往復(fù)泵C.齒輪泵D.螺桿泵8.在食品發(fā)酵過(guò)程中，需要對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行通風(fēng)和攪拌。以下關(guān)于通風(fēng)和攪拌的作用，錯(cuò)誤的是（）A.通風(fēng)可以提供發(fā)酵所需的氧氣B.攪拌可以使發(fā)酵液中的微生物均勻分布C.攪拌可以提高發(fā)酵罐的傳熱系數(shù)D.通風(fēng)和攪拌的強(qiáng)度越大，發(fā)酵效果越好第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（每題3分，共15分）把答案填在題中橫線(xiàn)上。1.流體在圓形管道中流動(dòng)時(shí)，其雷諾數(shù)的表達(dá)式為Re=______。2.干燥過(guò)程中，物料表面的水分汽化速率取決于______和______。3.對(duì)流傳熱系數(shù)的影響因素主要有______、______、______等。4.精餾塔的理論塔板數(shù)可以通過(guò)______和______等方法計(jì)算。5.過(guò)濾操作中，過(guò)濾常數(shù)K的表達(dá)式為K=______。三、簡(jiǎn)答題（每題7分，共21分）1.簡(jiǎn)述流體流動(dòng)的連續(xù)性方程及其物理意義。2.簡(jiǎn)述干燥過(guò)程中恒速干燥階段和降速干燥階段的特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述精餾塔的工作原理。四、計(jì)算題（每題12分，共24分）1.某流體在管道中流動(dòng)，管道內(nèi)徑為50mm，流體的流量為10m3/h。已知流體的密度為1000kg/m3，粘度為1mPa·s。求流體的流速和雷諾數(shù)，并判斷流體的流動(dòng)類(lèi)型。2.某連續(xù)精餾塔，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成xF=0.5（摩爾分?jǐn)?shù)），進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=1.2。塔頂餾出液組成xD=0.95，塔釜釜液組成xW=0.05?；亓鞅萊=2。求塔頂餾出液的流量、塔釜釜液的流量以及精餾段的操作線(xiàn)方程。五、綜合分析題（共15分）某食品工廠要生產(chǎn)一種濃縮果汁，采用單效蒸發(fā)設(shè)備進(jìn)行濃縮。已知進(jìn)料果汁的流量為10m3/h，進(jìn)料濃度為10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），蒸發(fā)溫度為100℃，加熱蒸汽的壓力為0.4MPa（絕壓），冷凝水的溫度為95℃。蒸發(fā)器的傳熱面積為50m2，傳熱系數(shù)K=1000W/(m2·℃)。求：1.每小時(shí)蒸發(fā)的水分量。（5分）2.加熱蒸汽的消耗量。（5分）3.若要提高蒸發(fā)效率，可以采取哪些措施？（5分）答案：一、1.D2.D3.D4.B5.A6.A7.D8.D二、1.duρ/μ2.水分汽化速率、傳質(zhì)推動(dòng)力3.流體的性質(zhì)、流動(dòng)狀態(tài)、傳熱面的形狀和布置4.McCabe-Thiele法、逐板計(jì)算法5.2kΔp/（μr）三、1.流體流動(dòng)的連續(xù)性方程為：ρ1u1A1=ρ2u2A2。物理意義是：在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，流體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等。2.恒速干燥階段：干燥速率主要取決于水分在物料表面的汽化速率，物料表面溫度等于干燥介質(zhì)的濕球溫度，干燥速率恒定。降速干燥階段：干燥速率主要取決于物料內(nèi)部水分的擴(kuò)散速率，物料表面溫度逐漸升高，干燥速率逐漸降低。3.精餾塔的工作原理是：利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，使液相中的輕組分轉(zhuǎn)移到汽相中，汽相中的重組分轉(zhuǎn)移到液相中，從而實(shí)現(xiàn)混合物的分離。四、1.流速u(mài)=4.56m/s，雷諾數(shù)Re=228000，流體為湍流。2.塔頂餾出液流量D=47.37kmol/h，塔釜釜液流量W=52.63kmol/h，精餾段操作線(xiàn)方程為