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工学食品科学与工程
问答题由一块理论板与塔釜组成的连续精馏塔中，每小时向塔釜加入甲醇组成为0.3(摩尔分率，下同)的水溶液100kmol，泡点进料，要求塔顶馏出液中甲醇的浓度为0.8，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体。已知甲醇对水的相对挥发度为4.6，操作回流比为最小回流比的8倍。求：
问答题根据你在《食品工程原理》中学到的知识，给出用海水淡化制造淡水可能应用的方法，并简要说明其原理。
问答题用干燥器来处理湿物料量为800kg/h。要求物料从30%含水量减少到4%(均为湿基)。干燥介质为空气，初温15℃，相对湿度50%(0.005kg水/kg干空气)，经预热器加热至120℃进入干燥器，出干燥器降温至45℃，相对湿度80%(0.052kg水/kg干空气)，试求：
问答题拟用转鼓真空过滤机过滤某悬浮液，悬浮液处理量为20m3/h。已测得K=8×10-4m2/s，qe=0.01m3/m3，每获得1m3滤液可生成0.04m3的滤饼。转鼓的浸没度为0.35，要求转鼓表面的滤饼厚度不低于5mm。求：
问答题简述离心泵流量调节的几种方法，并说明各有什么优、缺点?
问答题用一框内尺寸为635mm×635mm×25mm的板框压滤机过滤某种悬浮液，共40个滤框，每获得1m3滤液得滤饼0.0403m3。在150kPa压强差下操作时，过滤常数K=2.77×10-5m2/s，过滤介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。
问答题20℃(密度为1000kg/m3)的清水在本题附图所示的水管(称为虹吸管)内做稳定连续流动，水槽(直径为2m)水面维持恒定，管子内径为0.05m，水流经管路的全部能量损失可以忽略，环境压强为标准大气压。求：
问答题用板框压滤机在恒定压强差1.5×105Pa下过滤某种水的悬浮液时得到如下过滤方程：(q+0.06)2=2.79×10-4(τ+12.9)，式中，q的单位为m，τ的单位为s。已知滤饼不可压缩，滤浆中固体含量很低，密度可取为1000kg/m3，每米3滤液生成的滤饼体积为6.73×10-3m3。压滤机的框内尺寸为1.0m×1.0m×0.035m，共25个滤框。今用一离心泵将上述悬浮液送入压滤机内，离心泵的特性曲线方程为H=33.2-0.81Q，式中，H的单位为m，Q的单位为m3/h。开口的滤浆槽内液面与压滤机入口在同一水平面上，并保持不变。滤浆在输送管路中的流动阻力可以忽略。求获得50m3滤液所需的过滤时间。
问答题在某一逆流填料吸收塔中，用纯吸收剂吸收混合气中的A组分。操作压强为101.33kPa，温度为30℃。吸收剂的用量为50kmol/(m2·h)，混合气的流量25kmol/(m2·h)，其中，A的含量为5%(摩尔分数)。经吸收塔后，A的吸收率为95%。平衡关系为Y*=0.9X，KGa与气相流量的0.8次方成正比而与液体的流量基本无关。现根据新的工艺要求，仍使用原吸收塔，在进气组成不变的情况下，要使A的吸收率提高到99%。现有如下方案：(1)将气体处理量增大一倍；(2)将吸收剂流量增大一倍；(3)将操作压强增大一倍。请你通过计算，指出哪(几)个方案可行?
问答题某离心泵在一定转速下的特性曲线方程为：H=38.5-1.58×105Q2，式中：H的单位为m，Q的单位为m3/s。今有一输水系统，其吸入设备中液面上方的真空度为20kPa，排出设备中液面上方的表压强为100kPa，排出设备中液面比吸入设备中液面高5.0m，两设备间用68mm×4mm的管子相连，吸入管长度20m，排出管长度300m(以上长度均包括局部阻力的当量长度，但未包括管子进、出口阻力)。若此系统用上述水泵输送20℃的清水，摩擦系数取为0.028。
问答题什么是膜的渗透通量衰减，解决渗透通量衰减的方法有哪些?
问答题拟用一台板框压滤机过滤悬浮液，板框尺寸为450mm×450mm×25mm，有40个滤框。在压差250kPa下恒压过滤至滤框充满滤渣，滤饼不洗涤。已知1m3滤液形成0.025m3滤饼；滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略，悬浮液特性常数k=1.00×10-7(m2/s·kPa)。求：
问答题在一连续精馏塔中分离两组分理想混合物，进料中易挥发组分的组成为0.5(摩尔分数)，饱和蒸汽进料，进料量为100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h，已知精馏段操作线方程为y=0.80x+0.19，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流，系统相对挥发度为3.0。求：
问答题为什么在精馏过程中必须有塔顶回流液和塔底上升蒸汽?并在t-x-y图上示意之。
问答题用外径为200mm、长度为500m的钢管输送某锅炉产生的饱和水蒸气至一用汽点，锅炉的蒸汽产量为3t/h，钢管外包有30mm厚的保温层，周围大气的温度为-10℃。保温材料的热导率为0.040W/(m·℃)。已测得保温层的外壁面温度为10℃，求：
问答题什么是精馏原理?在精馏装置中主要包括哪几部分，每一部分起什么作用?
问答题在单效真空蒸发器内，每小时将1500kg牛奶从质量分数15%浓缩到50%。已知进料的平均比热容为3.90kJ/(kg·K)，温度为80℃，加热蒸汽表压105Pa，出料温度为60℃，蒸发器传热系数为1160W/(m2·K)，热损失可取为5%，温差损失可忽略。
附水蒸气数据：2×105Pa时的温度为120%，汽化潜热为2205.2kJ/kg；60℃时二次蒸汽的汽化潜热为2355.1kJ/kg。
试求：
问答题现拟对一水溶液(溶质不挥发)进行浓缩，请你根据从食工(化工)原理中所学知识，给出三种可能的浓缩方法，并按热能利用的经济性对你提出的方法(由好到差)进行排序。
问答题在单效蒸发器中浓缩苹果汁。已知原料液温度43.3℃，浓度12%，比热容3.90kJ/(kg·℃)，进料流量0.750kg/s。蒸发器的操作压强为10.0kPa，浓缩液浓度75%。加热蒸汽压强为200kPa(表压)，加热室传热系数为950W/(m2·℃)，蒸发操作的温度差损失为7.0℃。忽略热损失可以，当地大气压按100kPa计。求：
问答题某一逆流吸收填料塔，填料层高度为6m。惰性气体流量为125kmol/(m2塔截面积·h)，用清水作溶剂吸收混合气体中的溶质A。入塔气体中A的摩尔分数为5%，操作的液气比为2.20，气相体积总传质系数Ky·a为170kmol/(m3·h)。操作条件下的平衡关系为Y*=2.0X。