1. 蒸气加热器的蒸汽压力表上的读数为81.9kPa，当地当时气压计上读数为98.1 kPa，试求蒸汽的饱和温度。
2. 在直径3.00m的卧式圆筒形贮藏罐内装满花生油，花生油密度为920 kg/m3，贮罐上部最高点处装有压力表，其读数为70kPa。问最大绝对气压是多少?
3. 封闭水箱内水面上真空度为0.98kPa，敞口油箱中油面比水箱水面低1.50m。水箱和油箱间连着一压力计，指示液为水银，读数为0.200m，若压力计与水箱相连的臂管内水银液面与水箱水面的高度差为6.11m，求油的密度。
4. 某精馏塔的回流装置中，由塔顶蒸出的蒸汽经冷凝器冷凝，部分冷凝液将流回塔内。已知冷凝器绝对压力p1=104kPa，塔顶绝对压力p2=108kPa,冷凝液密度为810kg/m3。为使冷凝器中的液体能顺利流回塔内，问冷凝器液面距回流液入塔管垂直距离h应为多少？
5. 浓度为60%的糖液（黏度60mPa•s,密度1280kg/m3）,从加压容器经内径6mm的短管接流出。问当液面高于流出口1.8m时，糖液流出的体积流量是多少？假定无摩擦损失，液面上的压力为70.1kPa(表压)，出口为大气压。
6. 牛奶以2.25L/s的流量经内径等于27mm的不锈钢管。牛奶的黏度为2.12mPa•s,密度为1030 kg/m3试问流动为层流或湍流？
7. 用虹吸管从高位牛奶贮槽向下方配料槽供料。高位槽和配料槽均为常压开口式。今要求牛奶在管内以1m/s流速流动，估计牛奶在管内的能量损失为20J/kg,试求高位槽液面虹吸管出口高几米？
8. 某种油料在内径15mm的水平管内做层流流动，流速为1.3m/s。从管道相距3m的两截面间测得压力降为7kPa,求油的黏度。 9. 稀奶油密度为1005 kg/m3,黏度为12 mPa•s。若稀奶油以流速2.5m/s流经长80m,规格为Φ38mm×2.5mm的光滑不锈钢管，求直管阻力。
10. 用泵将密度为1081 kg/m3、黏度为1.9 mPa•s的蔗糖溶液从开口贮槽送至高位，流量为1.2L/s。采用1英寸镀锌管，管长60m,其中装4个90°弯头。贮罐内液面和管子高位出口距地面高度分别为3m和12m,管出口表压力为36kPa,泵的效率为0.60。求泵的效率。
11. 将密度为940 kg/m3，黏度为40mPa•s的豆油从罐A泵送至罐B，流量为20L/min。管道为内径20mm的新钢管，全长24m，包括两个 90°弯头和一个半开的闸阀。若罐B液面比若罐A液面高4m，不考虑液面的变化，求输送100kg豆油所需时间和泵所做的有效功。
12. 将密度985 kg/m3，黏度1.5Pa•s的葡萄酒用泵从贮槽送至蒸馏釜，管路内径为50mm的光滑不锈钢管，全长50m,其间有三个90°弯头和一个控制流量的截止阀。贮槽内液面高出地面3m,进蒸馏釜的管口高出地面6m,两容器内皆常压，泵安装在靠近贮槽的地面上。若流量为114 L/min，此时经截止阀的压力降为86 kPa，求泵出口处的压力和泵的有效功率。
13. 用Φ89mm×3.5mm、长100m的钢管输送20℃的水，管子相对粗糙度为0.0001。若使直管阻力不超过50J/kg,求允许的水流量。
14. 有一并联管路，已知总管中水流量为9000 m3/h。并联两管的管长和管径分别为：l1=140m,d1=0.5m;l2=80m,d2=0.7m。若两管内摩擦因数之比λ1/λ2=1.2，求每支管内水的流量。 15. 有内径皆为80mm的A、B两支管构成并联管路，两支管皆有一闸阀和一换热
器。A支管长为20m，B支管长5m,摩擦因数皆为0.03，换热器局部阻力因数皆为5。当两阀门皆开3/4时，求两支管流量之比。
16. 0℃的冷空气在冷却系统的导管内流动，导管的直径为600mm。将测速管插入此导管的中心位置。以水为指示液，测得读数为4mm。试求冷空气的流量。 17. 密度为1000 kg/m3的液体，以319kg/s的流量流经一内径为0.5m的管道，该液体黏度为1.29Pa•s，若流过孔板的压力降为24.5 kPa，问孔板的孔径为若干？
18. 在Φ80mm×2.5mm的管路上装有孔径为45mm的孔板流量计，以测量流经管路中溶液的流量。操作条件下，溶液的密度为1600 kg/m3、黏度为1.5×10-3 Pa•s。用角接取压法测量孔板前后的压力差，压差计中指示液为汞。今因生产量加大，溶液流量最高可达36m3/h,而压差计上的读数不能超过700mm，试求该压差计是否合用。
第二章
1. 某离心泵以15℃水进行性能测试试验，体积流量为540 m3/h，泵出口压力表读数为350kPa，泵入口真空表读数为29.3kPa。若压力表和真空表截面间的垂直距离为350mm，吸入管和排除管内径分别为350mm和310mm，试求对应此流量的泵的压头。
2. 牛奶以0.75kg/s的流量流经某泵时压力升高70.5kPa。牛奶的密度为1050 kg/m3，求泵的有效功率。若泵的效率为75%，求泵的轴功率。
3. 某离心泵输液量为280L/min，压头为18m。问该泵能否将密度1060 kg/m3，流量为15 m3/h的液体从敞口贮槽中输送到高8.5m，表压为300kPa的设备中。已知管路尺寸为Φ76mm×3.5mm，管长（包括管件的当量长度）为124m，摩擦因数为0.03。
4. 用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，流量为45 m3/h，槽内水位维持稳定，泵入口与贮槽水面的垂直距离为1.5m，水洗塔顶水管出口与贮槽液面的垂直距离为14m。管路尺寸均为Φ76mm×2.5mm。在操作条件下，泵入口真空表读数为25kPa，塔顶水管出口压力表读数为98 kPa，水流经吸入管和排除管的能量损失分别为2u2和10u2，试求泵的有效功率。
5. 用2B33型离心泵从敞口水槽中将水输送到它处，其流量为55 m3/h，吸入管路的压头损失为1.5m，动压头可忽略。当地大气压为98.1kPa.试求：输送20℃清水时，泵的安装高度。输送60℃清水时，泵的安装高度。
6. 有一台双动往复泵，冲程为300mm，活塞直径为180mm，活塞杆直径为50mm。若活塞每分钟往复55次，其理论流量为多少？又实验测得此泵在26.5分钟内，能使一直径为3m的立式圆形贮槽的水位上升2.6m，试求泵的容积效率（实际流量/理论流量）。
7. 对一离心通风机进行性能测试，得到下列一组数据：空气温度20℃，风机出口处的表压为245Pa，入口处的真空度为147Pa，相应的风量为3900 m3/h，两侧压截面的垂直距离为0.2m，吸入管和排除管内径分别为300mm和250mm，通风机转速为1450r/min，所需的轴功率为0.81kW，试求对应的全风压和风机的效率。 8. 容积为100L的汽缸中贮有25℃绝对压力105Pa的空气，在定温下压缩至106Pa，求功交换、热交换及终态容积。若过程为k=1.4的绝热过程和m=1.2的多变过程，分别求功交换。
9. 要将绝对压力105Pa的空气绝热压缩至9×105Pa，方案是：①用单级往复压缩机；②用有中间冷凝器的双级压缩机，两级的压缩比相等。试比较两个方案所消耗的理论功和容积因数。假定空气的初温和中间冷却后的温度都是20℃，余隙因数是0.07。空气的绝热指数为1.4。
10. 需要供给表压力450kPa的压缩空气80kg/h。用一单动往复式压缩机是否可达到此目的？该压缩机的气缸直径为180mm,活塞冲程为200mm，往复次数为240r/min，余隙系数为0.05。如果不够，试问采用条件相同而活塞杆直径为20mm的双动式是否可以达到目的？
11. 在直径为500mm的管道中，20℃的空气作平均压力分别等于3Pa和0.03Pa的两种流动。已知空气分子直径为37.2nm。分别求空气的平均自由程，并确定其流动形态。
12. 有1m长的圆管道，直径2cm，管内为20℃空气的等温流。管道入口和出口的绝对压力分别为10Pa和1Pa，求（1）进口和出口处空气的分子数密度；（2）管道的流导值；（3）通流量；（4）单位时间流过的空气分子数。
第三章
1. 试计算边长为a的立方体形颗粒的球形度和厚度与直径之比为0.2的圆片的形状因数。
2. 每1kg谷物从最初粒度5mm磨碎到最后粒度1mm需要能量3.6kJ，试问若此谷物从最初状态磨碎至粒度0.2mm，所需能量多少？
3. 谷物研磨时，经第一道磨粉工序生产9%的面粉，此面粉经100μm筛眼过筛，经过50秒钟，面粉含量变为1.5%，问需要过筛多长时间，面粉含量才能降到0.25%? 4. 某晶体物料，取500g试样用泰勒标准筛进行筛析。所用筛号及截留于对应号筛面上的筛余量（质量）见下表：
筛号 （目） 10 14 20 28 35 48 65 100 150 200 270 筛余量（g） 0 20 40 80 130 110 60 30 15 10 5 试计算几何平均粒度和体面平均粒度（采用质量加权）。
5. 辊式破碎机滚筒的直径为1m，长度为0.5m，两辊间的开度经调节为13mm。将其用于某物料的粉碎，已知摩擦角为15°，问加料颗粒的容许最大直径为多少？粉碎度为多大？
6. 食盐经粉碎后用中国筛筛析，发现总量中有38%通过No8筛而截留在No10筛上，对于更细的部分，测出5%通过No65筛而截留在No100筛上，设食盐的密度为2160kgm-3，形状系数为1.75，试估算10kg试料中粗、细两部分食盐的表面积各为多少？
7. 某一间歇式混合器内，将淀粉和干菜粉进行混合，以生产汤料混合物。干菜粉与淀粉的原料比例为40：60。混合进行5min后，取样进行均匀性分析，淀粉含量以质量分数来表示，其结果是混合物组成的方差为0.0823。试问若要求混合物达到均方差等于规定的允许低限值0.02时，混合操作还需要继续进行多长时间？
8. 用直径1m的圆形转筒筛筛分某种物料，该物料与筛分之间的摩擦因数为0.35，问转筒筛的转速取80r/min是否合适？如改在旋转半径为0.1m的水平旋转筛上进行筛分，上述转速是否合适？
9. 用平叶桨开式涡轮搅拌器搅拌一种黏度为1.5×10-3Pa•s，密度为970kgm-3
的液体，搅拌容器的直径为0.91m，设置4个竖直挡板，每个宽度均为0.076m，搅拌桨直径为0.305m，宽度为0.0381m，若搅拌器的转速为180r/min，求所需搅拌功率？
10. 某牛奶均质机对牛奶进行均质处理，将牛奶中脂肪球的平均滴径从3.5μm减至1μm，生产能力为0.5 m3/h。试计算均质所需的压力和功率。已知均质机实验常数k=500，m=2，牛奶表面张力为10-2Nm-1。又据牛奶的物性常数，求经均质牛奶升温多少度？
第四章
1. 求密度为1030kg/m3，直径为0.4mm的球形颗粒在140的热空气中的沉降速度。
2. 某谷物的颗粒粒度为4mm，密度为1400kg/m3，求在常温水中的沉降速度。又有该谷物的淀粉粒，在同样的水中测得其沉降速度为0.1mm/s，试求其粒度。 3. 密度为2500 kg/m³的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降，假设符合Stoke定律，求在这两种介质中沉降的球直径之比。
4. 拟设计在液体食用油的水洗设备之后，接以沉降槽以分离油和水。假定离开洗涤器出来的混合物，油以球滴出现，滴径为0.05mm，料液中油与水的质量比为1：4，分离后的水相可认为绝不含油。已知料液流量为2t/h，油的相对密度为0.9,油温和水温均为38℃.试求沉降槽的沉降面积(假定沉降符合Stoke定律) 5. 有一重力为沉降室,长4m,宽2m,高2.5m,内部用隔板分成25层。炉气进入降尘室时的密度为0.5 kg/m³,黏度为3.5х10-5Pa.s,炉气所含尘粒密度为4500 kg/m³,现要用此除尘室分离100μm以上的颗粒,试求可处理的炉气流量.
6. 实验用一过滤面积为0.1m2的过滤器对某种悬浮液进行试验,滤液内部真空度保持为66.5kPa,过滤5min得滤液1升,又过滤5min得滤液0.6升,问再过滤5min,可得滤液多少?
7. 用压滤机过滤葡萄糖溶液,加入少量硅藻土作助滤剂.在过滤表压力为100kPa下,头1小时得滤液量5m3 。试问:①若压力维持不变,在2h内得滤液多少?假设硅藻土是不可压缩的,且忽略介质阻力不计.②若在此第2h内得滤液亦为5 m3,应改为多大的恒定压力?
8. 果汁中浆渣为可压缩,测得其压缩系数s=0.6。在表压105Pa的过滤操作压力下,经某压滤机过滤,最初1工作小时可得2500L清汁。问在其余条件相同下,要得到最初1工作小时3500L的清汁,要采用多大压力?介质阻力忽略不计。
9. 有一转鼓真空过滤机,转速为2r/min时,每小时可得滤液4m3.若滤布阻力忽略不计,真空度不变,每小时要获得滤液5m3,转鼓转速应多大?此时转鼓表面滤饼厚度为原来的几倍?
10. 油和水的混合物在分离机中分离,分界面半径为0.04m,油排出口的半径为0.02m。若油的密度为900 kg/m3，水的密度为1000 kg/m3，问水的排出口处的半径应为多少？
11. 奶油分离机的排出口半径为50mm和75mm.若脱脂奶的密度为1030 kg/m3，稀奶油的密度为870 kg/m3，求转鼓内分层界面的半径。
12. 某离心分离机的有效转鼓高度为0.3m,转速为5400r/min,欲使鼓内水中离中心轴距离0.04m处的酵母沉降于鼓壁,问进水量的最大值几何?已知酵母的直径为5µm,密度为1150 kg/m3,水温为20℃。
13. 以过滤式离心机过滤某一液体食品.转鼓内径为0.4m,转速为5000r/min,鼓内液体的内缘直径为0.2m。已知该液体食品的密度为1040 kg/m3，试求离心过滤压力。
14. 某碟式离心机有100个碟片，碟片内、外缘直径分别为100和200mm，碟片沿轴向总高度为150mm，转速为6650r/min，用此离心机分离牛奶中的奶油，若奶油密度为935 kg/m3，奶油滴直径为3µm，脱脂乳密度为1030 kg/m3，黏度为2.12Pa•s.计算生产能力。
15. 含有少量颗粒的悬浮液用管式离心机分离,每小时处理量为400L。转鼓半径为4cm，液面半径为1cm，转鼓转速为18000r/min，这种悬浮液中颗粒的重力沉降速度为1.2х10-7m/s,试求需要的转鼓有效长度。
16. 温度为200℃,压力为101kPa的含尘气体,用图4-31a所示的旋风分离器除尘,尘粒密度为2000 kg/m3,若分离器圆筒内径为0.65,进口气速为21m/s.试求⑴气体通过旋风分离器的压力损失;⑵尘粒的临界直径。
第五章
1. 新鲜生鸡蛋中水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物和灰分的质量分数为0.737、0.128、 0.113、0.012和0.010,计算它的定压比热容。
2. 一玻璃窗的玻璃厚度为0.6cm,两侧的温度分别为20℃和5℃,求通过玻璃的热流密度。
3. 美国雪利酒中水分蛋白质脂肪碳水化合物的势力分数分别为0.798、0.003、0.119和0.080,计算这种酒的热导率。
4. 冷库壁由两层组成:外层为红砖,厚250mm,热导率为0.7;内层为软木,厚200mm,热导率为0.07W/(m•K).软木层的防水绝缘层热阻可忽略不计.红砖和软木层的外表面温度分别为25和-2.试计算通过冷库壁的热流密度及两层接触面的温度。
5. 面包炉的炉墙由一层耐火黏木砖,一层红砖,中间填以硅藻土填料层所组成.硅藻土层厚度为50mm,热导率为0.14 W/(m•K),红砖层厚度为250mm，热导率为0.7 W/(m•K).试求红砖层厚度必须增加多少倍,才能使不采用硅藻土的炉墙与上述炉墙的热阻相同。
6. 直径为Ф60mmх3mm的钢管用30mm厚的软木包扎,其外用100mm厚的保温灰包扎,以作为绝热层.现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层表面温度为10℃。已知软木和保温灰的平均热导率分别为0.043和0.07 W/(m•K),试求每米管长的冷量损失量,W/m.。
7. 用Ф170mmх5mm的钢管输送水蒸气,为减少热损失,钢管外包扎两层绝热材料,第一层厚度为30mm，第二层厚度为50mm,管壁及两层绝热材料的平均热导率分别为45、0.093和0.175 W/(m•K),钢管内壁面温度为300℃,第二层保温层外表面温度为50℃,试求单位管长的热损失量和各层间接触界面的温度。
8. 热水在平管中流过,管子长3m,外径为50mm,外壁温度为50℃,管子周围空气温度10℃,试求管外自然对流所引起的热损失。
9. 将粗碎的番茄通过管子从温度20℃加热至75℃.管子内径为60mm,内表面温度保持105℃.番茄流量为1300kg/h.已知物性数据是: ρ=1050kg/m3; cp=3.98Kj(kg•K); µ=2.15Pa•s(47.5℃时)，µ=1.2mPa•s(105℃时);λ=0.61 W/(m•K)。试求番茄与管子内表面之间的表面传热系数。
10. 冷却水在Ф19mmх1mm,长为2m的钢管中以1m/s的流速通过.水温由288K升至298K.求管壁对水的表面传热系数。
11. 空气以4m/s的流速通过Ф75.5mmх3.75mm的钢管,管长20m.空气入口温度为32℃,出口为68℃,试计算空气与管壁间的表面传热系数.如空气流速增加一倍,其他条件不变,表面传热系数又为多少?
12. 牛奶在Ф32mmх3.5mm的不锈钢管中流过,管外用蒸汽加热.管内牛奶的表面传热系数为500 W/(m2•K),管外蒸汽对管壁的表面传热系数为2000 W/(m2•K)。不锈钢的热导率为17.5 W/(m•K),求总热阻和传热系数.如管内有0.5mm厚的有机垢层,其热导率为1.5 W/(m•K),求热阻为原来的多少倍?
13. 鲜豌豆近似为直径为6mm的球形,密度为1080kg/m3,拟在-20℃冷空气中进行流化冷冻.豆床在流化前床层高度为0.3m,空隙率为0.4.冷冻时空气速度为临界速度的1.6倍.求:⑴流化床的临界流化速度和操作速度;⑵通过床层的压力降。
14. 在果汁预热器中,参加换热的热水进口温度为98℃,出口温度为75℃.果汁的进口温度为5℃,出口温度为65℃.求两种流体顺流和逆流时的平均温度差,并将两者作比较。
15. 苹果酱以0.1m/s的流速经Ф15mmх2.5mm的不锈钢热导率为17.5 W/(m•K),管外加热介质温度为120℃,对管外壁的表面传热系数为6 W/(m2•K),管内壁的表面传热系数为267 W/(m2•K).计算传热系数及单位管长的热流量。
16. 用套管换热器将果汁由80℃冷却到20℃,果汁比热容为3187J/(kg•K),流量为150kg/h.冷却水与果汁呈逆流进入换热器,进口和出口温度分别为6℃和16℃.若传热系数为350 W/(m2•K),计算换热面积和冷却水流量。
17. 一单程管壳式换热器,内装直径为Ф25х2.5mm的钢管300根,管长为2m.流量为8000kg/h的常压空气在管内流动,温度油20℃加热到80℃.壳程为108℃饱和蒸汽冷凝.若已知蒸汽冷凝传热系数为1х104 W/(m2•K),换热器热损失及管壁,污垢热阻可忽略,试求:⑴管内空气表面传热系数;⑵基于管外表面积的传热系数;⑶说明该换热器能否满足要求。
18. 直径10cm,高6.5cm的罐头,内装固体食品.其比热容为3.75kJ/(kg•K),密度1040kg/m3,热导率1.5 W/(m•K),初温为70℃,放入120℃杀菌锅内加热,蒸汽对罐头的表面传热系数为8000 W/(m2•K).试分别预测30、60、90分钟后,罐头的中心温度。
19. 直径为0.1m,高0.1185m的圆罐头,内装受肉并混以肉汤.内容物的导温系数为17.5х10-6m2/s。罐头初温为60℃,进入120℃蒸汽温度的杀菌锅内,试求10min和40min后,罐头的几何中心点处的温度。
20. 将温度为60℃，密度1050kg/m3,比热容为3.98kJ/(kg•K)的菠菜浆放在直径0.8m的夹层釜中冷却.釜中设高效搅拌器.夹层中所通载冷剂的表面传热系数为500 W/(m2•K),釜内壁保持-5℃.求菠菜浆分别冷却到40℃,20℃所需时间。 21. 烤炉内一块面包黑度为0.7,表面积为0.8m2,表面温度为100℃.如面包表面积与炉壁面积相比很小炉壁温度为200℃。求面包接受的辐射热流量。
第六章
1. 求固形物质量分数为0.30的番茄酱在常压和真空度为95kPa时蒸发的沸点升高.(忽略静压效应)
2. 上题中如果番茄酱密度为1030kg/m3,加热管长4m,求温差损失.
3. 用单效蒸发器将果汁由固形物质量分数0.12浓缩到0.28,进料流量为88kg/h,蒸发室中的温度为60℃,沸点进料,采用的加热蒸汽表压为69kPa,计算蒸汽耗量. 4. 在单效蒸发器中,每小时将2000kg果汁由固形物质量分数0.10浓缩至0.30,蒸发室内的绝对压力为40kPa.溶液在30℃沸腾.加热蒸汽绝对压力为200kPa,原料液比热容3.77kJ/(kg•K),试求:单位时间蒸发水量;原料液分别在30℃和80℃进料时需要的加热蒸汽量.
5. 用单效真空蒸发将奶液由固形物质量分数0.14浓缩到0.50,进料液流量为2.5kg/s,蒸发器内沸点为70℃,沸点进料,加热蒸汽绝对压力为0.4MPa.试计算每蒸发1kg的水需要的加热蒸汽量.
6. 用单效蒸发器将糖汁由质量分数0.10浓缩到0.40,进料液流量为100kg/h,进料温度为15℃.蒸发器内沸点为80℃,加热蒸汽表压为169kPa.糖汁比热容为3.96 kJ/(kg•K).⑴计算每小时蒸汽消耗量;⑵若蒸发器传热系数为2600W/(m2•k),求蒸发器的换热面积.
7. 用单效蒸发器将果汁由固形物质量分数0.10浓缩到0.45/进料温度为51.7℃,进料液流量为2500kg/h.蒸发温度为54.4℃,溶液的沸点升高为2.32K,比热容为2.68 kJ/(kg•K)。加热蒸汽温度为121.蒸发器的传热系数为2.84.求蒸汽器的换热面积和加热蒸汽经济性。
8. 在双效顺流蒸发系统中,将脱脂奶固形物质量分数ws由0.10浓缩到0.30。进料温度55℃,第Ⅰ效中沸点为77℃,第Ⅱ效中沸点68.5℃.假定奶中固形物比热容为2 kJ/(kg•K),近似估算离开第Ⅰ效奶的ws。
9. 保留上题所有条件,唯采用逆流操作,且第效加热蒸汽温度为100℃.求由末效流入第Ⅰ效料液的固形物含量..
10. 采双效顺流蒸发浓缩牛奶,进奶量为2000kg/h,固形物质量分数ws为0.14,进料温度为60℃.第Ⅰ效沸点75℃,第Ⅱ效温度66.5℃.末效奶ws为0.32。若固形物比热容为2.0 kJ/(kg•K)。忽略温差损失,各效热利用因数为0.98。求:⑴水分总蒸发量和各效蒸发量;⑵加热蒸汽耗量;⑶蒸汽经济性;⑷第Ⅰ效出料液; 11. 采用双效逆流蒸发系统将番茄汁由ws为0.0425浓缩到0.28。进料温度60℃.流量为5000 kg/h。加热蒸汽绝对压力为120kPa,冷凝器真空度93.1kPa。第Ⅰ效强制循环,传热系数为1.80 kW/(m2•k).第效自然循环, 传热系数0.90 kW/(m2•k)。忽略热损失和比热容中固形物的比热容。计算蒸发量、加热蒸汽量、蒸汽经济性和传热面积.
12. 在并流加料的三效蒸发器装置中,将某溶液从10%浓缩至40%,若第二效的蒸发量比第一效的蒸发量多10%;第三效的蒸发量比第一效的多20%.试计算各效的完成液的浓度.
第七章
1. 求在冷源温度-25℃和热源温度30℃间的一个逆卡诺循环的制冷因数。 2. 按规则写出下列制冷剂编号：CCl4,CF4,CH4,CH2Cl2,CCl2FCClF2,CH3CH3,CO2。 3. 一冷冻装置每天24 h从被冷却物体中吸取3.4GJ的热量，制冷剂在吸热时保持温度在-10℃，而放热时保持在20℃。若一切损失不计，试按照逆卡诺循环，求此装置所放出的热量和所需的理论功率。
4. 某车间级压缩氨制冷机制冷量为5kW 蒸发温度-24℃，冷凝温度20℃，过冷温度16℃，求理论制冷因数和每小时氨的循环量。
5. 制冰厂每日24h连续生产由25℃的水制成的0℃冰10吨。所用的氨压缩制冷机的冷凝温度为40℃，过冷到温度33℃，蒸发温度为-7℃。由于蒸发器与压缩机间管线中的冷量损失，压缩机进气温度为0℃，即过热7℃。设压缩机的效率为0.55，试问：（1）理论制冷因数为何值；（2）实际功率消耗和实际制冷因数多大。
6. 5cm厚的牛肉块在-30℃的冻结室进行冻结，牛肉的含水量为73%，密度为970kg/m3,冻结时的导热率为1.1W/(m.K)。开始冻结温度为-1.75℃，冻结时表面传热系数为5W/(m2.K)。利用普朗克公式计算冻结时间。 7. 将一种家禽肉制成圆柱形进行冻结，圆柱直径为7cm，肉的密度为1050kg/m3，热导率为1.02 W/(m.K)，表面传热系数为13.8 W/(m2.K)，冻结初温为-2.8℃，冻结器内温度为-30℃，计算冻结时间。
8. 用公式计算温度为70℃、湿含量为0.053kgv/kgd的空气的比焓、相对湿度、湿比热容、比容和露点（设空气总压为101.3kPa）。 9. 在焓-湿图上确定下表中空格的数值
T/℃ TW/℃ Td/℃ H/(kg/kgd) φ/% h/(kJ/kgd) p/kPa 1 (30) (20) 2 (40) (20) 3 (60) (0.03) 4 (50) (50) 5 (50) (120) 6 (70) (9.5)
10. 将含1kg干空气的空气A（TA=20, ΦA=0.30）与含2kg干空气的空气B（TB=90, ΦB=0.20）混合,得空气C。求（1）空气C的比焓和含湿量；（2）空气由状态A到状态C变化过程的焓湿比。
第八章 1. 10kg牛肉在20℃、相对湿度为0.60的空气中达到解湿平衡，讲失去多少水，这时牛肉中还含多少克水？（鲜牛肉湿基含水量为73%）
2. 采用热风干燥法将切碎的胡椒的湿基含水量由0.90降至0.15。干燥介质原为温度32℃，相对湿度0.30的新鲜空气经加热器加热至75℃，假定干燥过程 =0，要求离开干燥室的空气相对湿度为0.70，求(1)每1kg干料所需干空气量；（2）处理1Mg物料，加热器对空气供热多少？ 3. 在并流干燥器中，每小时将1.5吨切丁胡萝卜从含水量0.85干燥到0.20（湿基）。新鲜空气的温度为27℃，相对湿度为60%，空气预热温度为93℃，空气用量为400kgd/kgs,试求：（1）若空气湿球温度保持不变，离开干燥室空气的温度;（2）从工业干燥器操作观察到实际规律是湿含量每增加0.001kgv/kgd,干球温度将降落2.8℃。若符合此规律，求离开干燥器空气的温度;（3）每小时加热空气所需的热量。
4. 有中间加热的三段干燥器，每小时送入湿料1.8Mg,其含水量从进入时的39%降低到卸出时的8%（湿基）。空气预热器和两个中间加热器将新鲜空气或中间空气均加热到70℃。新鲜空气的温度为20℃，相对湿度为60%。假设在每一段干燥室中所进行的均为绝热干燥，每段出来的空气均被水汽饱和到相对湿度等于
60%，已知排气温度为45℃。试求：（1）每小时空气用量；（2）预热器及各中间加热器中的加热蒸汽消耗量（130℃饱和水蒸气，凝水于饱和温度下排出）。 5. 在常压干燥器中，用新鲜空气干燥某种湿物料。已知条件为：温度15℃，比焓33.5kJ/kgd的新鲜空气在加热室中升温至90℃后送入干燥器，离开干燥器的空气温度为50℃.干燥器的热损失为11.52MJ/h。每小时处理280kg湿物料，湿物料干基含水量为0.15，进料温度15℃，干物料产品干基含水量为0.01，出料温度40℃，绝干物料比热容1.16kJ/(kg.K)。试求：（1）干燥产品质量流量；（2）水分蒸发量；（3）新鲜空气耗量。
6. 某糖厂用干燥器将砂糖湿基含水量由0.20干燥到0.05，每小时处理湿物料900kg。干燥介质原为20℃、相对湿度0.60的空气，经加热器升温到120℃进入干燥器。离开干燥器的空气湿度为40℃，相对湿度0.80。求：（1）水分蒸发量；（2）空气消耗量和单位空气用量；（3）产品量；（4）若鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量是多少？
7. 用热空气干燥某种食品物料，新鲜空气的温度为20℃，湿含量为0.006kgv/kgd。为防止食品中热敏成分不被破坏，要求空气在干燥室内的温度不能超过90℃。采用两段干燥过程：先将新鲜空气用加热器加热到90℃送入干燥器，空气温度降至60℃；再用中间加热器将其加热至90℃，离开干燥器的空气温度为60℃。假设两段干燥过程都是等焓过程，在空气h-H图上表示出整个过程，并求单位空气用量。 8. 100kg马铃薯制品经干燥器脱水处理，湿基含水量由0.80降至0.10。耗用了表压70kPa的加热蒸汽450kg,将22500m3干空气加热，使其由温度25℃、Φ为0.30升温至70℃。加热后的空气通过干燥室温度降至50℃。计算单位空气用量及干燥器热效率。
9. 用连续式干燥器每小时干燥处理湿基含水量为1.5%的物料9200kg,物料进口温度25℃，产品出口温度34.4℃，湿基含水量降至0.2%，其比热容为1.842 kJ/(kg.K)。空气温度26℃，湿球温度23℃，在加热器中升温到95℃进入干燥器。离开干燥器的空气温度为65℃。干燥器的热损失为598.7kJ/kgw。试求：（1）产品量；（2）新鲜空气耗量；（3）干燥器的热效率。 10. 温度90、湿含量为0.012kgv/kgd的空气以3.80m/s的流速垂直流过湿料层，估算恒速干燥速率。
第九章 1. CO2气体在稳态下通过长20cm,直径1.0cm的装有N2的管扩散，温度为25℃，总压为1atm,管一端CO2的分压为60.6kPa,另一端为10.1kPa。若已知25℃扩散系数DN2-CO2=1.67×10-5m2/s,计算CO2的扩散通量。
2. 甲烷气在长0.1m的直管内扩散，管内充满氮气，温度为25℃，总压为1atm,管一端甲烷的分压是14.0kPa,另一端为1.3kPa。氮在一个边界上是不溶解的，因此是静止的。计算稳态的甲烷的扩散通量。
3. 25℃时水在一地下灌溉渠内流动。每30cm设置一内径为25cm,长为0.3m的通气口与温度为25℃的大气相通。在300m长的渠内共设置10个通风口。假设外部空气是干燥的，计算24小时水的总蒸发损失。已知25℃水蒸气在空气中的扩散系数为2.60×10-5m2/s。
4. 在例9-3中，若空气的相对湿度为20%，流速为4m/s,且是沿盘长45cm的方向流动（宽度为20cm）,其他条件不变，求水蒸发的传质系数及每小时的蒸发量。
5. 在压力为101.3kPa、温度为30℃的条件下，使CO2的体积分数为 0.30的混合气体流与一定量水不断接触，若30℃时CO2水溶液的亨利系数为191MPa,求水中CO2的平衡浓度为多少mol/m3?
6. 某油脂工厂用清水吸收空气中的丙酮，空气中丙酮的体积分数为0.01，要求回收率达99%，若水用量为最小用量的1.5倍，在操作条件下平衡关系为Y*=2.5X,计算总传质单元数。
7. 在填料塔中用清水逆流吸收空气-氮混合气中的氮。混合气质量流量为0.35kg/(m2.s),进塔气体浓度Y1=0.04,回收率0.98，平衡关系为Y*=0.92X,气相总容积吸收系数KYaV=43mol/(m3.s)操作液气比为最小液气比的1.2倍。求塔底液相浓度和填料层高度。
8. 用清水吸收原料气中的甲醇在填料吸收塔中以连续式逆流操作进行。气体流量1000m3/h,原料气中含甲醇0.1kg/m3,吸收后水中含甲醇等于与原料气相平衡时浓度的2/3,塔在标准情况下操作，吸收的平衡关系为Y*=1.15X,甲醇的回收率为0.98，KY=0.134mol/(m2.s),塔内填料的有效表面积为190m2/m3,气体的空塔流速为0.5m/s,试求：（1）水的用量；（2）塔径；（3）填料层的高度。
9. 某一连续脱臭系统中有单级水蒸气脱吸操作，以脱除奶油中的气味，若有气味物质在奶油中的含量达10mg/kg,而通过此接触级的水蒸气对奶油的质量比0.75：1，试计算离开接触级的奶油中气味物质的浓度，已知平衡时气味物质在奶油中和在水蒸气中的浓度比为1：10，且假定此接触级为理想平衡级。
10. 在例9-7的糖液吸附脱色中，如改用两级逆流吸附法，试求吸附剂用量。
第十章
1. 单位换算：（1）乙醇水溶液中乙醇质量分数为0.12，其摩尔分数是多少？（2）乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894，其质量分数是多少？（3）大气中O2和N2的体积分数φ各为0.21和0.79，质量分数ω各为多少？摩尔分数y各为多少？在标准大气压下，分压各为多少？
2. 某双组分理想溶液，在总压为26.7kPa下的泡点温度为45℃，试求气、液平衡组成和物系的相对挥发度。设在45℃纯组分的饱和蒸气压为；p*A=29.8kPa,p*B=9.88kPa。
3. 常压下将易挥发组分的x=0.5的双组分溶液进行平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求汽、液组成。假设在操作条件下汽液平衡关系为：y=0.46x+0.55
4. 在50kg正戊烷和正己烷混合液中，正己烷的摩尔分数为0.55，正戊烷对正己烷的相对挥发度为3.10。对混合液进行微分蒸馏，要使釜液中正己烷的摩尔分数达到0.75，应在收集多少馏出液时使蒸馏停止？馏出液的组成如何？ 5. 正庚烷（A）和正辛烷（B）组成的溶液在常压连续精馏塔中进行分离，混合液流量为5000kg/h，xA =0.30。要求馏出液中能回收88%的正庚烷，釜液xA≤0.05。求馏出液的流量和组成，分别以质量流量和质量分数表示。
6. 在常压连续精馏塔中分离一种双组分理想溶液。原料液流量为30mol/s，xF=0.30，泡点进料。馏出液xD=0.95，釜液xW=0.05，回流比R=3.5。试求：（1）塔顶和塔底产品摩尔流量；（2）精馏段和提馏段上升蒸汽和下降液体摩尔流量。 7. 在连续精馏塔中分离双组分理想溶液，原料液流量为75kmol/h，泡点进料。已知精馏段操作线方程(a)和提馏操作线方程（b）分别为：(a)y=0.723x+0.263 (b)y=1.25x-0.018。求（1）精馏段和提馏段的下降液体摩尔流量；（2）精馏段和提馏段的上升液体摩尔流量。
8. 某常压精馏塔蒸馏醋酸水溶液，原料液中醋酸（B）的质量分数ωB=0.31，泡点进料。馏出液中ωB=0.02。每小时从釜底得到ωB=0.55的产品200kg。回流比为4。试求理想级数。醋酸（B）—水（A）体系汽液平衡数据如下： 液相ωA 0.04 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 汽相ωA 0.07 0.16 0.30 0.42 0.53 0.62 0.70 0.77 0.85 0.93
9. 在常压连续精馏塔中分离甲醇—水溶液，若原料液组成xF=0.40，温度为30℃，参考下列已知数据求进料热状态参数q。已知原料液的泡点温度为75.3℃，操作条件下甲醇和水的汽化热分别为1.055和2.320MJ/kg，甲醇和水的比热容分别为2.68和4.19kJ/（kg•k）。
10. 在连续精馏塔中已知精馏段操作线方程（a）和q线方程（b）分别为：（a）y=0.75x+0.21（b）y=-0.5x+0.66。求：（1）进料热状态参数q；（2）原料液组成xF；（3）精馏段操作线和提馏段操作线交点坐标xF和xq。 11. 苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压数据见下表：
T/℃ 80.2 84.1 88.0 92.0 96.0 100.0 104.0 108.0 110.4
p*A /kPa 101.3 113.6 127.6 143.7 160.5 179.2 199.3 221.1 233.1 p*B /kPa 40.0 44.4 50.6 57.6 65.7 74.5 83.3 93.9 101.3
根据上表数据作压力为101.3kPa下苯和甲苯溶液的T-y-x图和y-x图。此溶液服从拉乌尔定律。
12. 用连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料液xF=0.40，要求馏出液xD=0.97，釜液xW=0.02。（1）若原料液温度为25℃，求进料热状态参数q；（2）若原料为汽液混合物，汽液比为3：4，求q；（3）求最小回流比Rmin。y-x平衡关系用习题11的结果。
13. 在真空度28kPa下用180℃过热蒸汽蒸馏甘油以精制甘油。水蒸气中甘油的饱和度为0.75，求蒸馏出1Mg甘油所耗的蒸汽量。假设最初的原料甘油被加热至水沸点。已知甘油在180℃下的蒸气压为2.39kPa。
14. 用常压连续精馏塔分离苯—氯苯混合液。原料液流量1.40kg/s，xF=0.44，要求xD=0.98，xW≤0.09。回流比R=1。冷液进料，q=1.39。塔板间距取为350mm，板上清液层高度取为70mm，适宜汽速为最大汽速的0.75，求此精馏塔的塔径。苯-氯苯的汽液相平衡数据见下表： T/℃ 80.0 90 100 110 120 130 131.8 x 1 0.69 0.45 0.27 0.13 0.02 0 y 1 0.92 0.79 0.61 0.38 0.07 0
第十一章
1. 溶质A溶于B的溶液中，A的质量分数为0.40，在三角形坐标上标出该溶液组成的坐标点位置L0。若向该溶液中加入与溶液等质量的溶剂C,在图上确定物系点M的位置，并读出混合物的组成ωA，ωB和ωC。
2. 在25℃时，醋酸(A)—庚醇-3（B）—水（C）的平衡数据见下表： 溶解度曲线数据（质量分数）
ωA 0 0.09 0.19 0.31 0.41 0.47 0.49 0.42 0.29 0.20 0.07 0 ωB 0.96 0.87 0.74 0.59 0.39 0.24 0.13 0.04 0.01 0.01 0.01 0 ωC 0.04 0.04 0.06 0.11 0.19 0.29 0.39 0.54 0.70 0.80 0.92 1 （1）在直角三角形相图上做出溶解度曲线和各结线。
（2）找出有50kg醋酸、50kg庚醇-3和100kg水组成的混合液的物系点M，经
过充分混合及静止分层后，确定平衡的两液相的组成和量；
（3）求上述两液层溶质A的分配比和溶剂C对A、B的分离因数。
3. 在单极萃取装置中，用纯水对醋酸质量分数为0.30的醋酸—庚醇-3混合液1000kg进行萃取，要求萃余相中醋酸质量分数不大于0.10，求：（1）水的用量；（2）萃取相的量V1及萃取率（操作条件想的平衡数据见题2）。
4. 500kg丙酮水溶液中，丙酮的质量分数为0.4。250C用与水微溶的三氯乙烷250kg进行单级萃取，得萃余液369kg，其中丙酮的质量分数为0.21。求：(1) 萃取液质量及其中丙酮的质量分数；(2) 丙酮的分配比和对丙酮的单级萃取率。 5. 用150kg正己烷对100kg含油21%的豆片进行单级浸取，如果浸取是理想级，最后底流的固体与所含溶液的质量比为2:1。用Ponchon-Savarit图解法求出底流量、溢流量和溢流组成以及单级萃取率。
6. 以汽油对大豆进行多级逆流接触浸取。基若大豆含油量为18%，最后浸取液含油的质量分数为0.35，底流豆渣中含相当于固体量40%的底流液，要使豆油的浸取率达到96%，计算必需的平衡级数。
7. 甜菜制糖厂每小时对50Mg甜菜片进行水浸取处理，甜菜中糖和水的质量分数分别为0.12和0.48，浸取液糖的质量分数为0.15，底流中甜菜渣与所含溶液的质量比为1:3，若使糖的浸取率达到0.97，求需要的平衡级数。 8. 对油的质量分数为0.20的油籽进行多级逆流浸取，最终得到的浸取液中油的质量分数为0.50，底流中固液质量比为2，油的浸取率为0.90。如果使用的溶剂是新鲜的，浸取是恒底流操作，试用Ponchon-Savarit图解法求平衡级数。 9. 采用例11-4相同的条件，但假定底流是恒定的，N=1.85，求平衡级数，出口物流的流的流量和组成。
10. 某片状大豆的浆液，总质量100kg，其中含惰性固体75kg和溶液25kg，溶液中油和己烷的质量分数分别为0.10和0.90，使这种浆液在单级浸取器中与100kg己烷接触达平衡后分离，出口底流的N=1.5，求离开该级的溢流和底流的质量和组成。
11. 用己烷对含油50%的棕榈仁进行多级逆流浸取。(1)使用的己烷溶剂与原料的质量比为1:1，出口底流中N=1，且油与惰固体的质量比为0.01，求平衡级数；(2)其他条件同(1)，但溶剂与原料的质量比采用2:1，求平衡级数。
12. 与温度为46.30C，压力为11.06MPa的超临界CO2处于对状态的下列流体的温度和压力各为多少：(1)C2H6 ；(2)C6H6 ；(3)H2O。
13. 在下列状态变化过程中，SC-CO2的密度及大豆甘油酯在其中的溶解度如何变化？(1)保持压力为20.7MPa不变，温度由400C升至700C；(2) 保持温度在700C不变，压力由70MPa降至40kPa。
第十二章
1. 一醋酸纤维素膜面积4.0*10-3m2，250C用其对浓度为12.0kg/m3的NaCL溶液(ρ为1005.5kg/m3)进行反渗透，渗出液NaCL浓度0.468kg/m3，ρ为997.3kg/m3。渗出液流量为3.84*10-8m3/s，所用压力差为5.66MPa。计算渗透率常量和溶质分离率。
2. 250C原液为密度999.5kg/m3、浓度3.50g/L的NaCL溶液，渗透率常量Kw=3.50*10-9kg/(Pa．m2．s)，Ks=2.50*10-7m/s反渗透压力差为3.55MPa，计算透水速率，溶质分离和渗出液浓度．如果原液是3.50g/L的BaCL2溶液，Kw同上，Ks=1.00*10-7m/s进行上列各项计算。
3. 在例12-1中，如果浓差极化因数为1.5，求渗透速率、溶质分离率和渗出液浓度。
4. 有某糖汁反渗透试验装置，糖汁的平均质量分数为0.115。采用的试验压力差为5.0MPa，测得的透水速率为8.89g/(m2．s)，透过水糖的质量分数为3.3*10-3，试计算反渗膜的透水系数以及溶质分离率。
5. 以某连续式电渗析器处理含盐13mol/m3的原水。电渗析器共有60膜对。隔板的尺寸为800*1600mm，膜的有效面积因数为73%。操作电压为110-150v，电流为17A，原水处理量为3.1t/h，经处理后水的含盐量为3mol/m3。试计算：(1)电流密度；(2)电流效率；(3)单位电能耗量。
6. 有某提取柠檬酸的电渗析装置，其电渗析器共有120膜对，每一隔板有流槽8程，总长度为8.56m，宽度为52mm，采用220v电压操作，在11小时内共处理原液2.0m3，原液含电解质总浓度为930mol/m3，经电渗析后残液浓度为143mol/m3。现测得操作时的平均电流为39.4A。试计算：(1)电流效率；(2)平均电流密度；(3)电能消耗。
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