食品工程原理作業(yè)第四章組長：陳麗君+201430500401組員：陳麗怡+201430500402 龔小瑩+201430500404 朱雪瀅+201430500430 14級食營2班2016年11月16日流程及分工1、 設(shè)計.陳麗君2、 校對.陳麗怡3、 審核.朱雪瀅4、審定.龔小瑩教資材料2第四章 顆粒與流體之間的相對流動2某谷物的顆粒粒徑為4mm。密度為1400/m3。求在常溫水中的沉降速度。又若此谷物的淀粉粒在同樣的水中的沉降速度為0.1mm/s,試求其粒徑。解：（1）、求沉降速度試差法：（層流區(qū)、過渡區(qū)、湍流區(qū)）設(shè)為層流區(qū)（Rep<1）(Stokes公式)：已知：dp=4mm=0.004m, p=1400kg/m3, =0.001Pa·s, =1000 kg/m3將上述已知條件代入上式：驗證：設(shè)為湍流區(qū)（Rep>500）（Newton公式）將上述已知條件代入上式：驗證：因此，設(shè)為湍流區(qū)（Rep>500）是合理的，顆粒沉降速度為：0.218m/s（2）、求粒徑設(shè)顆粒沉降為層流區(qū)（Rep<1）(Stokes公式)： 得到：已知：ut=0.1mm/s，則：驗證:所以，假設(shè)顆粒在層流區(qū)流動。該谷物的顆粒直徑為：2.14×10-5m答：在常溫水中的沉降速度0.218m/s，谷物的顆粒直徑為2.14×10-5m。7. 液體食用油經(jīng)水洗設(shè)備之后，進(jìn)入沉降槽進(jìn)行油水分離。假定從洗滌器出來的混合物中，油以球滴出現(xiàn)，滴徑為0.05，物料中油和水的質(zhì)量比為1：4，分離后的水相可認(rèn)為絕不含油。以知料液流量為2t/h，油的相對密度為0.9，油溫和水溫均為38。試求沉降槽的沉降面積（假定沉降符合斯托克斯定律）。解：根據(jù)單位時間沉降的體積、沉降面積和沉降速度的關(guān)系： 則： (1)求V已知：物料中油和水的質(zhì)量比為1：4；料液流量為2t/h；查表水在38時：按清夜體積計算生產(chǎn)能力V：(2)求ut假設(shè)沉降速度為層流區(qū)，由斯托克斯定律：已知：dp=0.05mm=5×10-5m，則：(3)驗證：屬于層流區(qū)，假設(shè)成立。所以：答：求沉降槽的沉降面積為2.42m2。9.果汁中濾渣為可壓縮的，測得其壓縮指數(shù)為0.6。在壓表為100kPa下由壓濾機(jī)過濾。最初1 h可得清汁2.5 m3，問若其他條件相同，要在最初1 h得到3.5 m3的清汁，要用多大壓力？設(shè)介質(zhì)阻力可忽略不計。解：由恒壓過濾方程：；當(dāng)過濾介質(zhì)阻力忽略不計時，上式簡化為：（Pa） 答：在最初1 h得到3.5 m3的清汁，要用壓力。10. 用某版框過濾機(jī)過濾葡萄糖溶液，加入少量硅藻土作助濾劑。在過濾表壓100kPa下過濾2h，頭1h得濾液量8m3。假設(shè)硅藻土是不可壓縮的，且忽略介質(zhì)阻力不計，試問：在第2小時內(nèi)可得多少濾液？過濾2h后用2m3的清水（黏度與濾液相近），在同樣壓力下對濾餅進(jìn)行橫穿洗滌，求洗滌時間；若濾液量不變，僅將過濾壓差提高1倍，問過濾時間為多少？若過濾時間不變，僅將過濾壓差提高1倍，問濾液量為多少？解：求在第2小時內(nèi)可得多少濾液由恒壓過濾方程：；當(dāng)過濾介質(zhì)阻力忽略不計時，上式簡化為：，已知：可得：，求過濾2h后用2m3的清水，在同樣壓力下對濾餅進(jìn)行橫穿洗滌的洗滌時間由題意：，則：對于板框式過濾機(jī)，洗滌素速率為過濾終了速率的1/4）：若濾液量不變，僅將過濾壓差提高1倍，求過濾時間。由恒壓過濾方程：當(dāng)濾餅為不可壓縮，s=0,當(dāng)過濾介質(zhì)阻力忽略不計時，則可得為常數(shù)與壓差無關(guān)又：，且則： 即：若過濾時間不變，僅將過濾壓差提高1倍，求濾液量由于壓強(qiáng)提高1倍， 當(dāng)：即：答：在第2小時內(nèi)可得3.31m3濾液。過濾2h后用2m3的清水（黏度與濾液相近），在同樣壓力下對濾餅進(jìn)行橫穿洗滌，則洗滌時間為2.83h。若濾液量不變，僅將過濾壓差提高1倍，則過濾時間為1h。若過濾時間不變，僅將過濾壓差提高1倍，則濾液量為15.99m3。13.有一轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，每分鐘轉(zhuǎn)2周，每小時可得濾液4m3。若濾布阻力忽略不計，問每小時要獲得5m3濾液，轉(zhuǎn)鼓每分鐘應(yīng)轉(zhuǎn)幾周？此時轉(zhuǎn)鼓表面的濾餅厚度為原來的幾倍？假定所用的真空度不變。解：（1）求轉(zhuǎn)鼓每分鐘應(yīng)轉(zhuǎn)幾周濾布阻力忽略不計，轉(zhuǎn)筒式過濾機(jī)生產(chǎn)能力：式中的單位為（）即：式中的單位為真空度不變，濾漿相同，則相同同一過濾機(jī)，相同，則有：（2）求濾餅厚度為原來的幾倍設(shè)濾餅不可壓縮，為轉(zhuǎn)鼓每轉(zhuǎn)一周得到的濾液體積：其中的單位為則濾餅厚為：（倍）答: 若濾布阻力忽略不計，每小時要獲得5m3濾液，轉(zhuǎn)鼓每分鐘應(yīng)轉(zhuǎn)3.1周。此時轉(zhuǎn)鼓表面的濾餅厚度為原來的0.8倍。14.大豆的密度1200/m3,直徑5,堆積成高為0.3m的固定床層,空隙率為0.4.若20空氣流過床層時,空床速度0.5 m/s,試求其壓力降。又當(dāng)空床速度達(dá)何值時，流化方才開始？ 此時的壓力降又為何值？ 解：查表得20空氣的物理參數(shù): (1)床層雷諾數(shù): 可用歐根公式得: (2).假設(shè)空床速度達(dá)到臨界流化速度時,流體處于湍流區(qū),則根據(jù)牛頓公式有:校核且大于1000, 假設(shè)成立,且(3).此時的壓力降為:答：若20空氣流過床層時,空床速度0.5 m/s，其壓力降為388.1Pa。又當(dāng)空床速度達(dá)何值時，流化方才開始1.4m/s。此時的壓力降又為2.12kPa。教資材料2