《食品工程原理》习题解答第三章习题解答1．用落球法测定某液体的黏度（落球黏度计），将待测液体置于玻璃容器中测得直径为6.35mm的钢球在此液体内沉降200mm所需的时间为7.32s,已知钢球的密度为7900kg/m3，液体的密度为1300kg/m3。试计算液体的黏度。解：小球的沉降速度：设在斯托克斯区沉降，则由斯托克斯定律：校核：算出颗粒雷诺数：属斯托克斯沉降。上述计算有效。∴该液体的黏度为5.31Pa.s2．密度为1850kg/m3的固体颗粒，在50℃和20℃水中，按斯托克斯定律作自由沉降时，求：①它们沉降速度的比值是多少？②若微粒直径增加一倍在同温度水中作自由沉降时，此时沉降速度的比值又为多少？解：①由附录查得有关温度下水的性质：20℃时，密度ρ20＝998kg/m3，黏度μ20＝1.005×10-3Pa·s50℃时，密度ρ50＝988kg/m3，黏度μ50＝0.549×10-3Pa·s1《食品工程原理》习题解答②此时，d´=2d，ρs，ρ，μ均相同；据可得：3．拟采用底面积为14m2的降沉室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。操作条件下气体的密度为0.75kg/m3，黏度为2.6×10-5Pa·s；固体的密度为3000kg/m3；要求生产能力为2.0m3/s，求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径dmin。解：①在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度为：②假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求dmin。校核沉降流型：故原假设正确，求出的dmin有效。4．用一多层降尘室以收集去玉米淀粉干燥尾气中的细玉米淀粉(简称细粉)。细粉最小粒径为8μm，密度为1500kg/m3。降尘室内长4.1m，宽1.8m，高4.2m，气体温度为150℃，黏度为3.4×10-5Pa·s，密度为0.5kg/m3，若每小时的尾气量为2160m3。试求降尘室内的隔板间距及层数。解：①操作条件下炉气处理量为：2《食品工程原理》习题解答②假设沉降在滞流区，可求出ut而气体水平通过速度：③层数n④隔板间距h由可得：⑤核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区在滞流区气体流动的Re为：在滞流区。故降尘室计算合理，结果有效。5．采用标准型旋风分离器除去炉气中的球形颗粒。要求旋风分离器的生产能力为2.0m3，直径D为0.4m，适宜的进口气速为20m/s。干燥尾气的密度为0.75kg/m3，黏度为2.6×10-5Pa·s（操作条件下的），固相密度为3000kg/m3，求：①需要几个旋风分离器并联操作；②临界粒径dc；③分割直径d50；④压强降Δp。3《食品工程原理》习题解答解：对于标准型旋风分离器，h=D/2，b=D/4，Ne=5，ξ=8①并联旋风分离器数n：单台旋风分离器的生产能力为：(Vs)单=hbui=(D/2)(D/4)ui＝(0.42/8)×20=0.40m3/sn=Vs/(Vs)单=2.0/0.40=5②求临界粒径dcb=D/4=0.4/4=0.1m，Ne=5，代入下式：③分割直径d50④压强降Δp6．某淀粉厂的气流干燥器每小时送出10000m3带有淀粉的热空气，拟采用扩散式旋风分离器收取其中的淀粉，要求压强降不超过1250Pa，已知气体密度为1.0kg/m3，试选择合适的型号。解：题中已规定采用扩散式旋风分离器，则其型号可由其生产能力表中来选。题中热空气的允许压强降为1250Pa，需要进行校正。从教材附录19中查出5号扩散式旋风分离器（直径为D=525mm）在1570Pa的压强降下操作时，生产能力为5000m3/h现在要达到10000m3/h的生产能力，可采用两台并联。（也可采取其他的同样合理的选择）7．在恒定压差下用尺寸为635mm×635mm×25mm的一个滤框（过滤面积为0.806m2）对某悬浮液进行过滤。已测出过滤常数K=4×10-6m2/s，滤饼体积与滤液体积之比为0.1，设介质阻力可忽略，求：①当滤框充满滤饼时可得多少滤液？4《食品工程原理》习题解答②所需过滤时间τ。解：①求滤液量V滤饼体积：题给滤液体积：②求过滤时间t当介质阻力可略时，8．用板框压滤机在9.81×104Pa恒压差下过滤某种水悬浮液。要求每小时处理料浆8m3。已测得1m3滤液可得滤饼0.1m3，过滤方程式为：（t单位为s）求：①过滤面积A。②恒压过滤常数K、qe、te。解：①过滤面积A由题给：代入题给过滤方程：解出：A=5.782m3②求过滤常数K、qe、te把题给过滤方程与恒压过滤方程相比较，可得K=5×10-4m3/s；2Ve=1m3；故Ve=0.5m3qe=Ve/A=9．某板框式压滤机，在表压为2×101.33×103Pa下以恒压操作方式过滤某悬浮液2小时后得滤液10m3；过滤介质...
