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.