食品工程原理第三周布置习题解答

食品1301班及食品质安1301、1302班食品工程原理作业（共

1-20有一高位水槽，其水面离地面的高度为H，水槽下面接有内径53mm的普通壁厚水煤气钢管130m长，管路中有1只全开的闸阀，4只全开的截止阀，14只标准 90°弯头，要求输水流量为10.5m3/h，设水温20℃，ε=0.2mm，求H；若已知H=20m，求输水的流量。（当量长度法10.93m，局部阻力系数法9.71m；14.2m3/h）

96题）

解：管子规格：603.5mm,d53mm10.5/3600U1.32m/s,Re0.0531.32103/0.0017.0104

(0.053)24/d0.2/533.77103，查得0.0292截止阀（全开）＝6.4，le＝17m闸阀（全开）＝0.17，le＝0.34m900标准弯头＝0.75，le＝1.6m 突然缩小（A小/A大0）＝0.5

1.3221300.34417141.61.322方法一：gH1.50.029220.0532H10.93m1301.3221.322方法二：gH0.0292＋（0.1746.4140.75＋1.5）0.05322H9.71m解：设0.0291300.34417141.6U29.8120(1.50.029),U1.79m/s0.0532

343Re0.0531.7910/0.0019.4910,/d0.2/533.7710.查得0.029所设正确，计算有效。V

1-21 用Excel电子表格解例题1-6，并计算管子长度为30m、70m、90m、110m、130m时泵的功率，再求管内径为27mm、36mm、44mm泵的功率，以此对输送过程进行选择。

参见课本35页，用Excel电子表格解由学生自己练习。

1-16敞口高位水槽直径为2m，内部水位高3m，用内径40mm的水管连接至低位敞口水槽底部放水，低位水槽的底部与高位水槽底部间距为8m，低位水槽的直径为1m，设至管侧外的全部流动阻力损失为40u，u为管中水的流速，求低位水槽内的水位为2m时所需时间。（13.5min）

2

4(0.053)21.79360014.2m3/h解：低位水槽水位高度为h时，高位水槽的水位由衡算得到为11-0.25h，由伯努利方程得到：g（z1-z2）=40u2=9.81*（11-1.25h）

由物料衡算：u*0.785d2*dτ=0.785*12*dh，

得到

0d200.042dh810s=13.5min

2.697750.3066h1-23 在108×4mm的圆直管内用毕托管测流速。已知管内流体是50oC的空气，压强为200mmH2O（表压），外界大气压为1atm，气体粘度为0.0196cP，在测管轴心处umax时，U形管压差计读数R为10mm，压差计指示液为水，求管内气体流量。（297.3 m3/h）（本题的解法解释了课本为什么不提供平均速度与雷诺数的关系图的原因）

9.81104(0.201.013105)2910310解：1.11kg/m38.314(273.1550)

2(i)gR2(10001.11)9.810.010umax13.3m/s1.1113.30.101.117.53104，故以平均速度计算的Re范围落在n=6的范30.19610围中，由教材26页的关系知u=0.791umax Rmaxu0.79113.310.5m/s V校验Re=6.0×104,计算有效。

40.1210.53600297.3m3/h

1-24．在内径为50mm的圆直管内装有孔径为25mm的孔板，管内流体是25℃清水，按标准测压方式以U形压差计测压差，指示液为汞，测得压差计读数R为500mm，求管内水的流量。 (V=3.38×10-3m3/s)

V2(13.61)9.810.503.38103m3/s4143.381039971000Re19.60104,m0.25

0.0500.37查的CO0.62,原设正确，计算有效。2(0.025）0.62

1-25密度1100kg/m3的果汁以1.5 m/s的平均流速流经32×2.5m，长为20 m的光滑管，

，求：（1）Re*及hf；（2）若流量不变，管子改为25×2.5mm，再求（1）。n0.5K,0.5Pnas（Re*714.02000，hf=74.73J/kg；Re*1327,J/kg） hf180.0解：

dnu2nRe,K8n1*3n1KK

4n0.5nnn30.51K0.540.50.34Pasn

0.0270.51.520.51100Re714.00.3480.51*2000

0.6 *Re714.0lu2201.52hf0.674.73 （J/kg）

dd0.0272d0.027（2）uu1.52.73 （m/s）

d0.02*22Re13272000,dhfd1nuhf180.0 （J/kg） un