Процессы и аппараты (Зузина Ж.В.) ЗХ

Контрольная работа №1
По дисциплине: «Процессы и аппараты пищевых
производств».
Гр.ЗХ-11
Вариант 1
1.Дайте характеристику процесса отжатия жидкости из твердых материалов
прессованием. Где используется этот процесс? От чего зависит выход жидкости
при отжатии? Начертите и дайте описание шнекового пресса.
2.Опишите устройство и принцип действия однокорпусной выпарной установки.
Как рассчитывают расход греющего пара на сгущение раствора?
3.Определить
производительность
вальцовой
дробилки
и
мощность
Вариант
№
1
электродвигателя к ней, если диаметр валков D-0,25 м, их длина l-1,0 м, ширина
зазора между валками b- 1 мм, частота вращения валков п-367 об/мин, объемная
масса измельченного материала ρ-800 кг\м 3 , начальный размер измельчаемых
частиц dн - 3,5 мм,  - 0,6.
4.Определить режим движения жидкости в межтрубном пространстве
теплообменного типа “труба в трубе”, если внутренняя труба теплообменнике
имеет диаметр 25x2 мм, наружная 51x2,5 мм, массовый расход воды G - 4000 кг/ч,
плотность 1000 кг/м, вязкость µ- 1х10Па 3 Па с.
5.Рассчитать скорость начала ожижения частиц сухого молока в процессе
высушивания его в кипящем слое при t-90 0 C, если диаметр частиц 0,8 мм, а
плотность ρ ч=1100 кг\м 3 .
6.Определить
необходимую
поверхность
теплопередачи
одноходового
кожухотрубного теплообменника для нагревания томатной массы в количестве G
- 4000 кг/ч при t 1 - 20 0 С до t 2 - 90 0 С водяным паром температурой tн - 106 0 С.
Средняя теплоемкость массы С - 4О0ОДж\кг.к, коэффициент теплопередачи К 800 Вт/м 2 К, потери тепла в окружающую среду 3%.
7.Определить по «I- х» диаграмме удельную энтальпию и относительную
влажность воздуха при t=70 0 С и влагосодержании х =0,016 кг на 1 кг сухого
воздуха.
Вариант 2
1.Дайте характеристику процесса просеивания. Сита, их виды и характеристика.
Коэффициент полезного действия сит. Начертите и дайте описание качающегося
грохота.
2.Опишите устройство и принцип действия ленточного экстрактора. Область
применения процесса выщелачивания
3.Определить угловую скорость вращения ротора свеклорезки, если мощность,
необходимая для преодоления сил сопротивления резанию N 2 -11квт, скорость
резания w р - 6,26 м/сек, длина режущей кромки ножа L-0,165 м, число ножей Z 24, радиус резания r р -0,54 и К 3 -0,85.
4.Определить полный напор насоса, если манометр на напорном патрубке
водопровода показывает Р м ан -17 кгc/cм 2 , а вакуумметр на всасывающем
патрубке показывает Р в -8 кгс/см 2 .Производительность насоса 280 л\сек, а
диаметры всасывающего и напорного патрубков равны 500мм и 400 мм,
расстояние между точками замера  h - 30 см
5.С какой частотой должна вращаться пропеллерная мешалка диаметром d - 250
мм для перемешивания суспензии плотностью ρ- 1200 кг\м 3 , если мощность
потребляемая мешалкой в рабочий период Np - 0,6 кВт, Re-10000.
6.Определить внутренний диаметр и высоту одноходового кожухотрубного
теплообменника поверхностью F - 7 м, если диаметр труб 42x2 мм, шаг труб t- 1,4
dн, отношение  -H/D - 4, толщина трубной решетки ƅ- 0,015 и высота камеры h 0,2 м. Найти температуры точки росы и мокрого термометра при охлаждении
воздуха с параметрами t - 75 0 С и  - 10%.
Вариант3
1.Дайте характеристику процесса конденсации. Классификация конденсаторов.
Начертите и дайте описание барометрического конденсатора. Тепловой баланс
процесса конденсации.
2.Опишите устройство и принцип действия ректификационной установки
периодического действия. Материальный баланс процесса ректификации.
3.Обеспечит ли производительность 50 т\ч плоский качающийся грохот шириной
0, 4 м и высотой 0, 3 м для перемещения сахара-песка объемной массой ρ -1600
кг/м 3 при коэффициенте наполнения  - 0, 5 и скорости перемещения материала
w - 0,15 м\сек.
4.Определить полный напор насоса, если манометр на напорном патрубке
водопровода показывает Рм - 20 кгс\см 2 , а вакуумметр на всасывающем патрубке
показывает Рв - 1 кгс\см, расстояние по вертикали между точками установки
обоих приборов  h - 500мм. Диаметр напорного и всасывающих патрубков равны
между собой.
5.Определить скорость начала ожижения для частиц молочного сахара dэ-1 мм,
находящихся в потоке воздуха при t- 80 0 С. Плотность частиц - 1450 кг\м 3 .
6.Определить количество воды, выпариваемой в корпусах 4-х корпусной
выпарной установки из 16000 кг/ ч раствора концентрацией Вн - 14,2 мас% до Вк
-65 мас%, если выпаренная вода распределяется между корпусами в
соотношении: Wl: W2: W3: W4 - 1:0,52:0,3:0,23.
7.Определить расход теплоты в калорифере и сухого воздуха в теоретической
сушилке для удаления из влажного материала 200кг\ч влаги. Начальное состояние
воздуха t 0 -10 0 С,  -70%, а на выходе из сушилки t 2 - 40 0 С, 2 - 60%
Вариант 4
1.Опишите уравнение Д.Бернулли для потока реальной жидкости. Поясните
энергетический и гидравлический смысл этого уравнения.
2.Рассмотрите устройство и принцип действия кожухотрубного теплообменника.
Виды многоходовых теплообменников. Преимущества и недостатки этих
теплообменников.
3.Определить производительность быстроходного триера и потребляемую им
мощность для выделения куколя, если диаметр барабана D - 600 мм. длина его Ɩ1780 мм, частота вращения n- 38 об/мин, масса зерна, выбираемая одной ячейкой
– 40*10 5 кг, коэффициент использования ячеистой поверхности К-0,6,
содержание куколя в ячмене а-10%, А-4,3 *10 5 ,  -1,8, диаметр ячеек d -8,5 мм,
КПД передачи  п -0.84.
4.Производительность центробежного насоса Q -54 м 3 /ч, показания манометра на
нагнетательном патрубке и вакуумметра на всасывающем соответственно равны
Р м ан -2,5 бар, Р в ак -0,4 бар, расстояние по вертикали между точками
присоединения манометра и вакуумметра  h -0,5 м, диаметры патрубков
одинаковы, к.п.д. насоса  н -0,65. Определить мощность насоса.
5.Определить значение Архимеда для гранул дрожжей dэ -4 мм и плотностью 1100кг/м, находящихся в псевдоожижженном состоянии в потоке воздуха при t50 0 С.
6.Определить расход пара с давлением Р -1,1 кгс/см 2 на нагревание в варочном
аппарате смеси зерна с водой от температуры t 1 -l0 0 С до температуры t 2 -110 0 С,
если количество смеси G - 500 кг, теплоемкость смеси С - 4180 Дж/кг.К.
Нагревание глухим паром. Теплопотери - 5%
7.Определить расход воздуха на сушку 1000кг зерна при состоянии воздухатеплоносителя: до калорифера to-20 С и  -40%, после сушки t 2 -50 С и  2 -50%.
Влажность зерна до сушки W 1 -15,8% и после сушки W 2 -14,5%
Вариант 5
1.Опишите турбулентный режим движения жидкости. Поясните, почему
турбулентное движение всегда сопровождается ламинарным? Какие трубы
называются гидравлически гладкими и почему? Чему равен коэффициент
гидравлического сопротивления в этих трубах?
2.Опишите устройство и принцип действия адсорбера с движущимся слоем
адсорбента. Характеристика и области применения адсорбентов.
3.Радиус барабана Бурата для муки R -500мм, угол наклона барабана к
горизонту  -10°, объемная масса сортируемой муки ρ - 800кг/м, коэффициент
разрыхления муки  -07, высота слоя муки на сите h -50 мм, масса барабана
Gб - 860кг и масса муки Gм -40 кг. Определить частоту вращения,
производительность и потребляемую Буратом мощность.
4.Определить полный напор насоса, обеспечивающего подачу воды 10 м 3 за
8 мин, если диаметр всасывающего трубопровода dвс -160 мм, диаметр
нагнетательного трубопровода dн -120 мм, показания вакуумметра на
всасывающем трубопроводе Рв -300 мм.рт.ст., показания манометра на
нагнетательном трубопроводе Рн -10 кгс/см 2 .Манометр и вакуумметр
установлены на одном уровне.
5.Определить производительность и площадь отстойника для осветления G10800кг/ч суспензии с концентрацией твердой фазы X 1 - 3% сгущения ее до
Х 2 =1,5%, если скорость осаждения частиц Woс - 1,2*10 4 и плотность
осветленной жидкости ρ ж-1050 кг/м3.
6.Рассчитать расход пара на первый корпус четырехкорпусной выпарной
установки с уменьшенным вакуумом и концентратом, если поступающий на
установку сахарный сок в количестве G -43 кг/с сгущается в ней от Вн - 14%
до Вк - 65% сухих веществ и отборы экстрапара по корпусам составляют E 1 7,8 кг/с; Е 2 - 4,96 кг/с; Е 3 - 6,35 кг/с.
7. 1кг воздуха с температурой t1- 20 0 С и относительной влажностью 80%
нагревается в калорифере сушильной установки до температуры 70 0 С.
Пользуясь «I-х» диаграммой влажного воздуха найти энтальпию,
влагосодержание воздуха на выходе из калорифера.
Вариант 6
1.Опишите, как протекает теплообмен при кипячении жидкости. Режимы
кипения жидкости и их влияние на коэффициент теплоотдачи. Пути
интенсификации теплообмена.
2.Дайте характеристику мокрой очистки газов. Опишите устройство и
принцип действия скрубберов.
3.Определить мощность, потребляемую молотковой дробилкой, если
окружная скорость вращения ротора w - 22м/с, его диаметр D - 350 мм, длина
Ɩ - 40 см.
4.В прямоугольном открытом резервуаре хранится 60 м 3 воды. Определить
силы давления на стенки и дно резервуара, если ширина дна 6 м, а длина-10
м.
5.Рассчитать мощность, потребляемую турбинной мешалкой диаметром d 300 мм в рабочий период для перемешивания суспензии плотностью ρ -1300
кг/м 3 и вязкостью µ -0,12 Па*с, если окружная скорость вращения мешалки
w - 7 м/с.
6.Определить
конечные
концентрации
раствора
в
корпусах
четырехкорпусной выпарной установки, если на выпаривание поступает 32
кг/с раствора концентрацией Вн-15% сухих веществ, а количество воды,
удаляемой из корпусов, составляет соответственно W 1 - 8 кг/с, W 2 - 7 кг/с,
W 3 - 6 кг/с, W 4 - 3,64 кг/с.
7. Определить состояние смеси, полученной при смешивании 1 кг воздуха
температурой t 1 - 15 0 С и φ1 - 50% с 2 кг воздуха температурой t 2 - 40 0 С и φ2
- 55%.
Вариант 7
1.Дайте характеристику процесса фильтрования. Виды фильтрования.
Области применения процесса. Начертите и дайте описание барабанного
вакуум-фильтра.
2.Опишите устройство и принцип действия сушилки с псевдоожижеиным
слоем. В чем заключается процесс псевдоожижения ?
3.Определить число отверстий в матрице ротационного пресса для
гранулирования сухого жома, если производительность пресса G - 0,6 кг/с,
диаметр гранулы d - 6 мм, длина Ɩ - 7 мм, объемная масса гранул - 400 кг/м 3 ,
число прессующих валков Z -3 и частота вращения матрицы n - 30 об/мин.
4.Дизельное топливо хранится в цилиндрической емкости высотой 8 м и
диаметром 5 м. Определить силу, действующую на боковую стенку
хранилища. Плотность дизельного топлива ρ - 0,86*10 3 кг/м 3 .
5.Определить среднюю разность температур в теплообменнике со
смешанным током конденсирующегося спиртового пара и воды, текущей по
трубам, если температура пара начальная tп.н. - 93 0 С, конечная tп.к. - 85 0 С, а
температура воды начальная tв.н. - 20 0 С и конечная tв.к. - 70 0 С.
6.Определить число полок в барометрическом конденсаторе, если пар
поступает в него при температуре tнас - 52 0 C, t в.н - 18 0 С, tв.к. - 49 0 C,
расстояние между полками h - 0,5 м, ширина полки b - 970 мм, расход воды
на конденсаторе 15 кг/с.
7.Определить относительную влажность воздуха, выходящего из калорифера,
температурой t -110 0 С и влагосодержанием х - 0,07 кг/кг сухого воздуха при
общем давлении Р-110кПа
Вариант 8
1.Дайте характеристику теплоносителям, используемым для нагревания. Укажите
их достоинства и недостатки.
2.Опишите устройство и принцип действия шаровых и стержневых мельниц.
Производительность мельниц.
3.С какой частотой будет вращаться модельная пропеллерная мешалка диаметром
d - 300мм при перемешивании суспензии плотностью ρ - 1250 кг/м 3 , если
потребляемая мешалкой мощность в рабочий период Np- 7 кВт и Re_- 800?
4.Определить массовое суточное количество сахарной пыли, выделяемой в
пенном аппарате из воздуха объемом V - 2 м 3 /с, если начальная концентрация
сахара в воздухе Сн -0,012 кг/м 3 и степень улавливания пыли  - 0,96
5.Определить режим движения воды по трубопроводу, если известно:
температура воды 160 0 С, внутренний диаметр трубопровода d - 250 мм,
объемный расход воды - 1,764 м 3 /ч.
6.Определить количество вторичного пара, образующегося в испарителе из 5000
кг/ч конденсата, поступающего под давлением р - 618 кПа, если температура
самоиспарения tкс -67 0 С.
7.Определить высоту слоя активного угля и диаметр адсорбера для поглощения
паров бензина из паровоздушной смеси, если расход смеси равен 3000 м 3 /ч,
начальная концентрация бензина Ун -0,02 кг/ м3 скорость паровоздушной смеси,
отнесенной к полному сечению адсорбера v0 - 0,2 кг/с. Динамическая емкость
угля по бензину X к - 0,08 кг/кг, начальная концентрация Xн - 0,006 кг/кг,
насыпная плотность угля Ун - 600 кг/м 3 . Продолжительность абсорбции 1,5 ч.
Вариант 9
1.Дайте характеристику процесса механического перемешивания. Виды мешалок,
их характеристика и область применения.
2.Опишите устройство и принцип действия барабанного кристаллизатора.
Запишите общий материальный баланс кристаллизации.
3.Определить гидравлический радиус для трубы с внутренним диаметром D - 450
мм, работающей полным сечением и когда труба заполнена жидкостью только
наполовину.
4.Определить степень улавливания частиц сахарной пыли размером dэ - 25 мкм и
плотностью ρч - 1490 кг/м 3 при t- 40 0 С из воздуха, проходящего со скоростью 1,6
м/с через решетку с отверстиями do - 5 мм.
5.Определить
эквивалентный
диаметр
межтрубного
пространства
в
кожухотрубном теплообменнике с внутренним диаметром кожуха Дв - 1м. Трубы
диаметром dн- 57мм расположены на трубной решетке по вершинам правильных
треугольников. На диаметре решетки расположено 12 труб.
6.Стенка нагревательной печи имеет два слоя кирпича. Внутренний слой
выполнен из огнеупорного кирпича толщиной 1 - 350 мм, а наружный из
красного толщиной  2 -250мм. Определить температуру на внутреннем слое
поверхности стенки t 1 и на внутренней стороне красного кирпича t 2 , если на
наружной стороне температура стенки t 3 - 90 0 С, а потеря тепла через 1 м 2 равна 1
кВт. Коэффициенты теплопроводности огнеупорного красного кирпича
соответственно  о .к. - 1,4 Вт/м* град и  к.к. - 0,58 Вт/м*град.
7.Определите, какое количество влаги выделится из 1 кг воздуха с параметрами t 30 0 С и  - 70%, если его охладить до t - 10 0 С
Вариант 10
1.Напишите и поясните основное уравнение теплопередачи. Связь коэффициента
теплопередачи с коэффициентами теплоотдачи. Изобразите схему передачи тепла.
2.Опишите устройство и принцип действия паровой компрессионной
холодильной установки. Холодопроизводительность холодильной машины.
3.Определите высоту слоя h ячменя на плоском качающемся грохоте шириной 0,4
м, если производительность его G - 20 т/ч, скорость перемещения материала по
ситу w-0,15 м/с, объемная масса материала ρ - 750кг/м 3 и коэффициент
разрыхления его  - 0,4
4.Открытый канал заполнен водой. Определить давление на внутреннюю стенку
канала на глубине 1м от поверхности, если известно, что барометрическое
давление равно 770 мм. рт.ст.
5.Определить потерю напора в прямом трубопроводе длиной Ɩ - 1000м, по
которому прокачивается нефтепродукт с плотностью ρ - 900 кг/м3 в количестве Q
- 31,4 л/сек. Внутренний диаметр трубопровода d - 200мм, коэффициент
гидравлического сопротивления  - 0,04.
6.Определить коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации водяного
пара при tнас— 100 0 С на вертикальных трубах высотой Н - 3 м при температуре
стенки t ст - 80 0 С.
7.Найти аналитически влагосодержание и энтальпию воздуха при t 30 0 С и  50%, Р-0,1МПа.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
Баранцев В.И. Сборник задач по процессам и аппаратам пищевых
производств. -М.: Агропроиздат,1985.
Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропроиздат,1991.
Стабников В.Н., Баранцев В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Легкая и пищевая промышленность,1983.
Чернов А.В., Бессребренников Н.К.Основы гидравлики и теплотехники. -М.:
Энергия,1978.
Дополнительная
Гинзбург
А.С.Громов
М.А.,Красовская
Г.И.
Теплофизические
характеристики пищевых продуктов. -М.: Агропромиздат,1989.
Стабников В.Н., Лысянский В.М.,Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых
производств. -М.: Агропромиздат,1985.