2023年研究生類農(nóng)學(xué)碩士聯(lián)考(M.Agr.)食品工程原理歷年高頻考題帶答案難題附詳解

2023年研究生類農(nóng)學(xué)碩士聯(lián)考(M.Agr（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版(共25題)1.要將某減壓精餾塔釜中的液體產(chǎn)品用離心泵輸送至高位槽。釜中真空度為66.7kPa(其中液體處于沸騰狀態(tài)，即其飽和蒸汽壓等于釜中絕對(duì)壓強(qiáng))。泵位于地面上，吸入管總阻力為0.87m液柱，液體的密度為986kg/m3。已知該泵的允許汽蝕余量為4.2m，問(wèn)該泵的安裝位置是否合適?如不合適應(yīng)如何安排?

2.用穩(wěn)態(tài)平板導(dǎo)熱法以測(cè)定材料的熱導(dǎo)率。將待測(cè)材料制成厚度δ，直徑為120mm的圓形平板，置于冷熱表面之間。熱側(cè)表面用電熱器維持表面溫度T1=200℃，冷側(cè)表面用水夾套冷卻，使表面維持在T2=80℃，電熱器的功率為40.0W。

由于安裝不當(dāng)，待測(cè)材料的兩邊各有一層0.1mm的靜止空氣層[λa=0.030W/(m·K)]，使待測(cè)的材料熱導(dǎo)率λ'與真實(shí)值λ不同。不計(jì)熱損失，求測(cè)量的相對(duì)誤差(λ'-λ)/λ。3.離子交換機(jī)理包括______步驟。A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.5個(gè)4.厚度不同的兩種材料構(gòu)成兩層平壁，層間接觸良好，已知壁厚b1＞b2，熱導(dǎo)率λ1＜λ2，在穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，下列關(guān)系正確的是______。A.導(dǎo)熱速率Q1＞Q2B.熱阻R1＞R2C.溫差ΔT1＜ΔT2D.R1ΔT1=R2ΔT25.有一蒸汽管外徑為25mm，管外包有兩層保溫材料，每層厚均為25mm。外層與內(nèi)層保溫材料的熱導(dǎo)率之比為5，此時(shí)的熱損失為Q。今將內(nèi)、外兩層材料互換位置，且設(shè)管外壁與外層保溫層外表面的溫度均不變，則熱損失為Q'，求Q'/Q，說(shuō)明何種材料放在里層為好。6.旋風(fēng)分離器的直徑越大，其除塵效率越______。7.試證明在穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，在兩高、低溫的固體平行平面間裝置n片很薄的遮熱板時(shí)，輻射傳熱量減少到原來(lái)未安裝遮熱板時(shí)的1/(n+1)倍。設(shè)所有平面的表面積、黑度均相等，平板之間的距離很小。8.為防止一些果蔬汁沉淀的發(fā)生，試根據(jù)分析應(yīng)采取的措施。9.溫度為20℃，濕度為0.01kg/kg絕干氣的濕空氣，在預(yù)熱器內(nèi)被加熱到85℃后進(jìn)入干燥器，干燥器中沒(méi)有補(bǔ)充熱量?？諝怆x開(kāi)干燥器時(shí)的溫度為35℃，估計(jì)每蒸發(fā)1kg水干燥器凈收入的熱量為-1591kJ。新鮮濕空氣的流率為2.78kg/s，求水分汽化速率。10.液體具有黏性的主要原因是______。11.隨著溫度的增加，氣體的熱導(dǎo)率變化趨勢(shì)是______。A.變小B.變大C.不變D.不確定12.牛頓流體是指______。13.提高冷凝傳熱的溫差，則冷凝傳熱量______。14.對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在______。15.分子間的引力是______具用黏性的主要原因；16.欲用活性炭對(duì)某糖液進(jìn)行脫色。首先進(jìn)行兩組脫色實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中每單位糖液中固形物含量與所用活性炭量的比值分別為0.3、0.6時(shí)，脫色率分別為66.9%、77.9%，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，求1/n值為多少?17.對(duì)于兩組分溶液，若氣液平衡時(shí)有yA=yB，則不能用普通蒸餾法加以分離。18.舉出三個(gè)解釋反滲透膜傳遞機(jī)理的模型(機(jī)理)，選擇其中任一個(gè)模型說(shuō)明其要點(diǎn)。19.在空氣——水蒸氣間壁換熱過(guò)程中，可采用______方法來(lái)提高傳熱速率。A.提高蒸汽速度B.采用過(guò)熱蒸汽C.提高空氣流速D.降低空氣流速20.與液體相比，氣體的黏度主要由分子間的引力而產(chǎn)生。21.板框壓濾機(jī)按鈕數(shù)的裝合順序?yàn)開(kāi)_____。A.1—2—3—2—1…B.1—2—3—3—2—1…C.1—2—2—3—2…D.1—2—3—2—3…22.在恒速過(guò)濾過(guò)程中，過(guò)濾壓強(qiáng)差______；23.能用泵出口閥門調(diào)節(jié)流量的泵是______。A.離心泵B.隔膜泵C.齒輪泵D.活塞泵24.吸收率和透過(guò)率均等于零的物體稱為_(kāi)_____；25.對(duì)恒定熱風(fēng)干燥過(guò)程，當(dāng)處于恒速干燥階段時(shí)，濕物料表面溫度______。A.等于熱風(fēng)的干球溫度B.等于熱風(fēng)的濕球溫度C.等于熱風(fēng)的露點(diǎn)溫度D.低于熱風(fēng)的濕球溫度第1卷參考答案一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版1.參考答案：先求出操作條件下的允許安裝高度。

允許安裝高度公式：

(1)

式中，p0=pv，Δh=4.2m

∑hfs=0.87m

代入式(1)，得：

Zs=0-4.2-0.87=-5.07(m)

泵的實(shí)際安裝高度Z's=-3.5m，顯然有：

Z's＞Zs，故泵不能正常工作，安裝位置不合適。

重新安排為降低泵的高度，即在原有的基礎(chǔ)上至少再降低

-5.07-(-3.5)=-1.57(m)

為安全起見(jiàn)，可取為-2.5m，即在原有的基礎(chǔ)上再降低2.5m。2.參考答案：安裝不當(dāng)是導(dǎo)致誤差的原因。

問(wèn)題屬于導(dǎo)熱問(wèn)題。

實(shí)際安裝情況下：

即

解得：δ/λ=27.3×10-3(m2·K/W)

在誤認(rèn)為理想的情況下：

即

解得：δ/λ'=33.9×10-3(m2·K/W)

相對(duì)誤差為：

即在安裝不當(dāng)?shù)那闆r下，測(cè)出的熱導(dǎo)率要比材料的真實(shí)熱導(dǎo)率低。3.參考答案：D4.參考答案：B5.參考答案：兩層圓筒壁的導(dǎo)熱。

(1)

其中：r1=12.5×10-3m，r2=37.5×10-3m，r3=62.5×10-3m

將熱導(dǎo)率大的放在外層，λ2=5λ1，代入式(1)得：

(2)

將熱導(dǎo)率大的放在內(nèi)層，得：

(3)

(3)/(2)得：

顯然，將熱導(dǎo)率大的放在外層(或?qū)釋?dǎo)率小的放在內(nèi)層)熱損失較小。6.參考答案：小7.參考答案：設(shè)每塊板的黑度均為ε，面積均為S，則未放置遮熱板時(shí)的傳熱量為

(1)

放置遮熱板后，穩(wěn)定傳熱時(shí)的傳熱量為

其中，T'1，T'2，…，T'n為插入的每塊板的平衡溫度。

由加比定律，得：

(2)

(2)/(1)得：

8.參考答案：(1)減小顆粒(沉淀物)直徑，

(2)提高分散介質(zhì)黏度；

(3)減小兩相密度差。9.參考答案：水分汽化量(速率)為

W=L(H2-H1)

(1)

由于L'=L(1+H0)

所以

L=L'/(1+H0)=2.78/(1+0.01)=2.75(kg絕干氣/s)

而H1=H0，ε=-1591kJ/kg汽化水

I1=(1.0+1.93H1)t1+2500H1

=(1.0+1.93×0.01)×85+2500×0.01

=111.6(kJ/kg)

將其代入中，得：

(2)

I2=(1.0+1.93H2)×35+2500H2

(3)

(2)、(3)式聯(lián)立，解得：

H2=0.0222(kg/kg絕干氣)

I2=92.2(kJ/kg絕干氣)

將H2之值代入(1)式中，得：

W=2.75×(0.0222-0.01)=0.0336(kg/s)10.參考答案：分子之間的引力(或內(nèi)聚力)11.參考答案：B12.參考答案：符合牛頓黏性定律的流體13.參考答案：增大14.參考答案：滯流內(nèi)層中15.參考答案：液體16.參考答案：?jiǎn)渭?jí)吸附，有：

(1)

令脫色率

代入式(1)，得：

或

等式兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)得：

(2)

顯然，呈線性關(guān)系，直線的斜率為1/n，作圖可求得1/n。

當(dāng)只有兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，由式(2)可得：

(3)

將本題的數(shù)據(jù)代入式(3)，得：

解得17.參考答案：B18.參考答案：(1)氫鍵模型；(2)優(yōu)先吸附一毛細(xì)孔流動(dòng)機(jī)理；(3)溶解一擴(kuò)散模型

(1)氫鍵模型。

氫鍵模型認(rèn)為，膜的表層很致密，其上有大量的活化點(diǎn)，鍵合一定數(shù)目的結(jié)合水，這種水已失去了溶劑化的能力，溶質(zhì)不能溶解于其中。進(jìn)料液中的水分子在壓力下可與膜上的活化點(diǎn)形成氫鍵締合，使該活化點(diǎn)上其他結(jié)合水被解締下來(lái)，被解締下的結(jié)合水又與下面的活化點(diǎn)發(fā)生締合，使該點(diǎn)原有的結(jié)合水被解締下來(lái)，這樣水分子逐漸從膜面進(jìn)入膜內(nèi)，最后透過(guò)膜。而溶質(zhì)是通過(guò)高分子鏈間空穴，以空穴型擴(kuò)散透過(guò)膜的。

(2)優(yōu)先吸附-毛細(xì)孔流動(dòng)機(jī)理。

此理論由Sourirajan提出，他認(rèn)為反滲透是受膜的表面現(xiàn)象所控制，與溶液接觸的膜表面具有適宜的化學(xué)性質(zhì)和適宜尺寸的膜孔徑。前者是指膜可以優(yōu)先吸附或優(yōu)先排斥溶液中的某組分。由于反滲透膜表面具有親水基團(tuán)，因此在膜表面可以優(yōu)先吸附一層水分子，約有2個(gè)水分子厚度，溶質(zhì)被排斥。這層水在外壓的作用下進(jìn)入膜表面的毛細(xì)孔，并通過(guò)毛細(xì)孔透過(guò)膜。根據(jù)這一機(jī)理，定義膜孔徑等于純水層厚度t的2倍時(shí)[(5～10)×10-10m]為膜的臨界孔徑。當(dāng)膜孔徑在臨界孔徑的范圍內(nèi)時(shí)，孔隙中充滿純水，溶質(zhì)無(wú)法通過(guò)；如孔隙大于臨界孔徑，就會(huì)有部分孔隙讓溶質(zhì)通過(guò)。

(3)溶解-擴(kuò)散模型。

該模型(Lonsdale和Riley等提出)認(rèn)為反滲透膜具有完全致密的界面，水和溶質(zhì)透過(guò)膜不是空隙作用，而是水和