【考研类试卷】农学硕士联考食品工程原理真题2006年及答案解析.doc

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1、农学硕士联考食品工程原理真题 2006年及答案解析(总分：150.01，做题时间：90 分钟)一、B填空题/B(总题数：20，分数：40.00)1.如果流体满足 （分数：2.00）填空项 1:_2.气体具有黏性的主要原因是 1。（分数：2.00）填空项 1:_3.改变离心泵的工作点，流量 1。（分数：2.00）填空项 1:_4.离心泵在初次启动前，必须 1。（分数：2.00）填空项 1:_5.圆管与大气换热时，增大圆管的保温层厚度，热损失 1。（分数：2.00）填空项 1:_6.冷凝传热的热阻主要集中在 1。（分数：2.00）填空项 1:_7.热辐射中的克希霍夫定律是 1。（分数：2.00）填

2、空项 1:_8.如果物体表面对投射辐射能的吸收率等于 1，则称此物体为 1。（分数：2.00）填空项 1:_9.沉降分离的依据是 1。（分数：2.00）填空项 1:_10.旋风分离器的直径越大，分离效率越 1。（分数：2.00）填空项 1:_11.溶解度系数随温度的下降而 1。（分数：2.00）填空项 1:_12.对难溶气体，必为 1 所控制。（分数：2.00）填空项 1:_13.对两组分理想溶液，如果 AB1，则 yB 1xB。（分数：2.00）填空项 1:_14.在全回流时，达到指定的分离要求所需的理论板数 1。（分数：2.00）填空项 1:_15.使用 0017型的离子交换树脂，可与水溶

3、液中的 1 进行交换。（分数：2.00）填空项 1:_16.对相同的浓缩要求，单效蒸发比多效蒸发的温差损失 1。（分数：2.00）填空项 1:_17.理想蒸发条件下，单位蒸汽消耗量 11。（分数：2.00）填空项 1:_18.饼干食品置于夏天的室内会变软，主要原因是 1。（分数：2.00）填空项 1:_19.流化床传热均匀的主要原因是 1。（分数：2.00）填空项 1:_20.提高温度，湿空气的相对湿度 1。（分数：2.00）填空项 1:_二、B简答题/B(总题数：5，分数：30.00)21.过滤速率与哪些因素有关?（分数：6.00）_22.是否在任何管路中，流量增大则阻力损失就增大；流量减小

4、则阻力损失就减小?为什么?（分数：6.00）_23.简述转子流量计测量流体流量的原理，并指出其在安装时应注意的事项。（分数：6.00）_24.用精馏的方法能否获得纯组分?为什么获得的组分纯度越高，所需的塔板数越多?说明原因。（分数：6.00）_25.什么是冷冻干燥?画出有冷阱的简单冷冻干燥流程示意图，并说明冷阱的作用。（分数：6.00）_三、B计算题/B(总题数：2，分数：80.00)有一板框过滤机，其框内尺寸为 1.0m1.0m0.035m，共 25个滤框。在150kPa恒定压强差下过滤某种悬浮液时，得出如下过滤方程式：q2=360，式中，q 以 L/m2表示， 以 min表示。今在实际操作

5、中，仍过滤上述悬浮液。先以 10min的时间进行恒速过滤，过滤压强自表压为零升至 300kPa。达到此压强后，即维持压强不变而继续过滤40min。滤饼不可压缩，滤饼不洗涤，卸饼、清理及装合等辅助操作时间为28.8min。求：（分数：64.02）(1).每一操作循环可得滤液多少(m 3)?（分数：10.67）_(2).生产能力为多少(m 3/h)?（分数：10.67）_(3).如何才能获得最大生产能力?最大生产能力为多少(m 3/h)?（分数：10.67）_(4).有一蒸汽管外径为 25mm，管外包有两层保温材料，每层厚均为 25mm。外层与内层保温材料的热导率之比为 5，此时的热损失为 Q。今

6、将内、外两层材料互换位置，且设管外壁与外层保温层外表面的温度均不变，则热损失为 Q，求 Q/Q，说明何种材料放在里层为好。（分数：10.67）_(5).由开口高位槽经附图所示的管路向开口低位槽输送液体，两槽液面恒定，其间垂直距离为 Z。当阀门A和 B全开时两条并联管路与总管的长度(包括一切局部阻力的当量长度)以及管径有如下关系：l A=l B=2l T，d A=dB=dT=d，下标 A，B 及 T分别表示并联管路 A，B 及总管路。求阀门 A和 B全开时总流量比关闭任一阀门时总流量增加的百分数。已知管子为水力光滑管，摩擦系数可用下式计算：=0.3164/Re 0.25。（分数：10.67）_(

7、6).如图所示的精馏塔具有一块实际板及蒸馏釜，原料预热至泡点，由塔顶连续加入，进料组成为0.20(易挥发组分的摩尔分数，下同)，测得塔顶产品能回收原料液中易挥发组分的 80%，且塔顶产品组成为 0.28，系统的相对挥发度为 2.50，设蒸馏釜可视为一个理论板。求： （分数：10.67）_在一传热面积为 85m2的单效真空蒸发器中，将 5000kg/h的某种水溶液从 10%浓缩到 40%。蒸发器的操作压强为 20kPa，加热蒸汽为 100kPa，进料温度为 25，比热容为 3.90kJ/(kg)蒸发器的总传热系数为 1100W/(m2)，温差损失为 10。求：（分数：15.99）(1).热损失占

8、总传热量的百分数(即 QL/Q)；（分数：5.33）_(2).加热蒸汽消耗量；（分数：5.33）_(3).浓缩液的流量。 附：20kPa 和 100kPa下水的饱和温度分别为 60.1和 99.6，汽化潜热分别为2355kJ/kg和 2260kJ/kg。（分数：5.33）_农学硕士联考食品工程原理真题 2006年答案解析(总分：150.01，做题时间：90 分钟)一、B填空题/B(总题数：20，分数：40.00)1.如果流体满足 （分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：牛顿流体）解析：2.气体具有黏性的主要原因是 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：气体分子的横向掺混导致的

9、动量交换）解析：3.改变离心泵的工作点，流量 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：流量发生变化）解析：4.离心泵在初次启动前，必须 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：向泵内注满被输送的液体）解析：5.圆管与大气换热时，增大圆管的保温层厚度，热损失 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：可能增大也可能减小）解析：6.冷凝传热的热阻主要集中在 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：冷凝液膜内）解析：7.热辐射中的克希霍夫定律是 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：E/A=E b(或同温度下 A=)）解析：8.如果物体表面对投射辐射

10、能的吸收率等于 1，则称此物体为 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：黑体）解析：9.沉降分离的依据是 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：连续相与分散相的密度差异）解析：10.旋风分离器的直径越大，分离效率越 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：低）解析：11.溶解度系数随温度的下降而 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：增大）解析：12.对难溶气体，必为 1 所控制。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：液膜阻力）解析：13.对两组分理想溶液，如果 AB1，则 yB 1xB。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：）解析

11、：14.在全回流时，达到指定的分离要求所需的理论板数 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：最少）解析：15.使用 0017型的离子交换树脂，可与水溶液中的 1 进行交换。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：阳离子）解析：16.对相同的浓缩要求，单效蒸发比多效蒸发的温差损失 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：小）解析：17.理想蒸发条件下，单位蒸汽消耗量 11。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：1）解析：18.饼干食品置于夏天的室内会变软，主要原因是 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：室内空气的湿度大于饼干的平衡水分使饼干吸湿变

12、潮所致）解析：19.流化床传热均匀的主要原因是 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：固体粒子的热容远比气体的大，粒子的剧烈运动，剧烈的对流混合）解析：20.提高温度，湿空气的相对湿度 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：减小）解析：二、B简答题/B(总题数：5，分数：30.00)21.过滤速率与哪些因素有关?（分数：6.00）_正确答案：(由过滤基本方程式*可知：过滤速率*受以下因素影响：过滤的总压力降 p、滤饼的阻力 R与过滤介质的阻力 Rm、分散介质的黏度 、过滤面积 A。其中滤饼的阻力 R=rL，反映了滤饼床层对滤液流动的阻力，其受颗粒床层的特性的影响，与滤饼

13、空隙率、粒子形状、粒子大小等因素有关；过滤介质的阻力 Rm与过滤介质的性质有关。)解析：22.是否在任何管路中，流量增大则阻力损失就增大；流量减小则阻力损失就减小?为什么?（分数：6.00）_正确答案：(在某些管路中，流量与阻力损失并不是总成正比关系。如在分支管路中，如图所示，当阀门1和阀门 2全开时，流量最大。如果此时关小阀门 1，这时支路 1流量减少，而局部阻力增加，如果支路沿程阻力可以忽略，则对支路 1而言，是流量减少，而阻力损失增加。如果主管路的阻力损失与支路的阻力损失相比很小，则主管路的阻力损失可以忽略不计时，关小阀门 1不影响支路 2的流量，因为-面和 0-0面能量基本相同，近似为

14、常数，支路 2阀门未改变，因此流量也不会改变。但此时整个分支管路流量减少了，阻力却增加了。 *)解析：23.简述转子流量计测量流体流量的原理，并指出其在安装时应注意的事项。（分数：6.00）_正确答案：(转子流量计是恒压差变截面流量计，转子在不同位置，其流体的流通截面积不同，从而可用转子的位置指示流量。安装时要保证转子流量计垂直，并使其小截面一端在下，大截面一端在上；使用时流体要从下向上流动。)解析：24.用精馏的方法能否获得纯组分?为什么获得的组分纯度越高，所需的塔板数越多?说明原因。（分数：6.00）_正确答案：(不能获得纯组分，但可获得很纯的组分。因为每一块塔板的分离能力有限，此外，组分

15、纯度越高，塔板的分离能力越小。)解析：25.什么是冷冻干燥?画出有冷阱的简单冷冻干燥流程示意图，并说明冷阱的作用。（分数：6.00）_正确答案：(冷冻干燥是将物料中的水分冻结成固体状态(冰)，然后在低压(或高真空度)下使冰直接升华变成水蒸气并将其移除的操作。有冷阱的简单冷冻干燥流程如图所示。 * 冷阱的作用是将来从干燥箱的低压水蒸气再冻结成冰，减小后一级真空泵的工作负荷。)解析：三、B计算题/B(总题数：2，分数：80.00)有一板框过滤机，其框内尺寸为 1.0m1.0m0.035m，共 25个滤框。在150kPa恒定压强差下过滤某种悬浮液时，得出如下过滤方程式：q2=360，式中，q 以 L

16、/m2表示， 以 min表示。今在实际操作中，仍过滤上述悬浮液。先以 10min的时间进行恒速过滤，过滤压强自表压为零升至 300kPa。达到此压强后，即维持压强不变而继续过滤40min。滤饼不可压缩，滤饼不洗涤，卸饼、清理及装合等辅助操作时间为28.8min。求：（分数：64.02）(1).每一操作循环可得滤液多少(m 3)?（分数：10.67）_正确答案：(求 V。过滤机的过滤面积：A=11225=50(m 3)后恒压段的过滤常数为：K=360(3/1.5)=720(L/m 2)2/min恒速段的滤液量：*后恒压段的过滤方程：*所以 q2-3600=72040*q=180(L/m2)总滤液

17、量为：V=qA=18050=9000(L)=9(m 3)解析：(2).生产能力为多少(m 3/h)?（分数：10.67）_正确答案：(求 Q。 *)解析：(3).如何才能获得最大生产能力?最大生产能力为多少(m 3/h)?（分数：10.67）_正确答案：(求 Qmax。当 - R= D=28.8(min)，可获得最大生产能力。此时q2-3600=72028.8*q=156(L/m2)V=qA=15650=7800(L)=7.8(m3)所以*)解析：(4).有一蒸汽管外径为 25mm，管外包有两层保温材料，每层厚均为 25mm。外层与内层保温材料的热导率之比为 5，此时的热损失为 Q。今将内、外

18、两层材料互换位置，且设管外壁与外层保温层外表面的温度均不变，则热损失为 Q，求 Q/Q，说明何种材料放在里层为好。（分数：10.67）_正确答案：(两层圆筒壁的导热。* (1)其中：r 1=12.510-3m，r 2=37.510-3m，r 3=62.510-3m将热导率大的放在外层， 2=5 1，代入式(1)得：* (2)将热导率大的放在内层，得：* (3)(3)/(2)得：*显然，将热导率大的放在外层(或将热导率小的放在内层)热损失较小。)解析：(5).由开口高位槽经附图所示的管路向开口低位槽输送液体，两槽液面恒定，其间垂直距离为 Z。当阀门A和 B全开时两条并联管路与总管的长度(包括一切

19、局部阻力的当量长度)以及管径有如下关系：l A=l B=2l T，d A=dB=dT=d，下标 A，B 及 T分别表示并联管路 A，B 及总管路。求阀门 A和 B全开时总流量比关闭任一阀门时总流量增加的百分数。已知管子为水力光滑管，摩擦系数可用下式计算：=0.3164/Re 0.25。（分数：10.67）_正确答案：(在高位槽液面(1-1)至低位槽液面(2-2)间列柏努利方程，得：*将 =p=u 2=0，z=-z 代入上式，得：* (1)情况 1关闭阀 B，此时为单一管线，流量为 Q1，则* (2)其中*情况 2阀 A和 B全开，此时流量为 Q2，则*将 uA=uB=uT2/2代入上式，整理可

20、得：* (3)比较(1)、(2)、(3)式可得：*所以*所以*)解析：(6).如图所示的精馏塔具有一块实际板及蒸馏釜，原料预热至泡点，由塔顶连续加入，进料组成为0.20(易挥发组分的摩尔分数，下同)，测得塔顶产品能回收原料液中易挥发组分的 80%，且塔顶产品组成为 0.28，系统的相对挥发度为 2.50，设蒸馏釜可视为一个理论板。求： （分数：10.67）_正确答案：(气液相平衡方程为：* (1)(1)求 xW。由*由*得：*(2)求 EMV，1* (2)提馏段操作线方程为：*泡点进料，q=1 所以 L=L+qF=0+qF=F，L-W=D将以上各值代入方程，得：ym+1=1.75xm-0.07

21、 (3)蒸馏釜为一个理论板，由式(1)可得：*将 y2代入式(3)，可解得 x1=0.1570*将以上各值代入式(2)，得：所以*)解析：在一传热面积为 85m2的单效真空蒸发器中，将 5000kg/h的某种水溶液从 10%浓缩到 40%。蒸发器的操作压强为 20kPa，加热蒸汽为 100kPa，进料温度为 25，比热容为 3.90kJ/(kg)蒸发器的总传热系数为 1100W/(m2)，温差损失为 10。求：（分数：15.99）(1).热损失占总传热量的百分数(即 QL/Q)；（分数：5.33）_正确答案：(求 QL/Q。溶液的沸点为：t 1=T1+=60.1+10=70.1水分蒸发量为：*

22、Q=KST m=110085(99.6-70.1)=2.758106(W)=9.930106(kJ/h)又由热量衡算，得：Q=Wr+Fcp0(t1-t0)+QL=37502355+50003.90(70.1-25)+QL=9.711106+QL(kJ/h)所以 QL=9.93106-9.711106=0.219106(kJ/h)=6.083104(W)*)解析：(2).加热蒸汽消耗量；（分数：5.33）_正确答案：(求蒸汽消耗量 D。D=Q/r=9.93106/2260=4394(kg/h)=1.22(kg/s)解析：(3).浓缩液的流量。 附：20kPa 和 100kPa下水的饱和温度分别为 60.1和 99.6，汽化潜热分别为2355kJ/kg和 2260kJ/kg。（分数：5.33）_正确答案：(求浓缩液流量(F-W)。 F-W=5000-3750=1250(kg/h)=0.347(kg/s)解析：