【真题】2024年4月自考04169食品工程原理试题

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2024年4月高等教育自学考试全国统一考试

食品工程原理

(课程代码04169)

注意事项:
1.本试卷分为两部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题。
2.应考者必须按试题顺序在答题卡(纸)指定位置上作答，在试卷上无效。
3.涂写部分、画图部分必须使用2B铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。

第一部分 选择题

一、单项选择题:本大题共 15小题，每小题1分，共15分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。

1.食品工程原理研究食品工程中应用的各单元操作的基本原理和方法、典型设备和
A.相关计算
B.工艺流程
C.设备布局
D.车间平面布置

2.已知当地大气压为101.3kPa，设备液体输送管路出口表压为30kPa，则绝对压力为
A.70.3kPa
B.131.3kPa
C.151.3kPa
D.171.3kPa

3.若管路中液体的流动为稳定流动且其密度不变，则流体由半径20mm 的管流入半径10mm 的管，流速由 1ms 变为
A.2m/s
B.3m/s
C.4m/s
D.5m/s

4.用压滤机对果汁做恒压过滤操作，头1小时得滤液量3m³，过滤介质阻力可忽略不计，则过滤2小时可得总滤液
A.4.24m³
B.5m³
C.5.28m³
D.6m³

5.颗粒在离心力场中的离心沉降速度等于重力沉降速度μ₀乘以
A.颗粒的密度
B.颗粒的半径
C.离心线速度
D.离心分离因数

6.热导率又称导热系数，其物理意义为某物质在单位温度梯度时所通过的
A.热流密度
B.分子量
C.质量
D.热量

7.强化对流传热的途径之一是:改善流体流动状况，减小流体边界层厚度，则热边界层也变薄，层流底层热阻降低，表面传热系数就会
A.减小
B.提高
C.不变
D.与流速正比递增

8.使用一单效蒸发器做物料浓缩操作,蒸发量0.5kg/s,加热蒸汽的汽化热 2200kJ/kg,原料液沸点进料，汽化热 2300kJ/kg,需要加热蒸汽耗量为
A.0.48 kg/s
B.0.523kg/s
C.0.622kg/s
D.0.75kg/s

9.在一单效蒸发器中，操作时总温差损失为 10℃,其中溶液沸点升高导致的温差损失为1℃，能量消耗温差损失0.5℃，则物料静压效应导致的温差损失等于
A. 7℃
B.8℃
C.8.5℃
D.11.5℃

10.在双组分体系的T-x相图中，位于汽相线上方的区域属于
A.液相单相区
B.汽液两相区
C.真空区
D.汽相单相区

11.对于某双组分体系的理想溶液遵循拉乌尔定律,某温度下若纯组分A的饱和蒸气压为60kPa，纯组分B的饱和蒸气压为20kPa，则双组分的相对挥发度为
A.0.33
B.3
C.4
D.5

12.不平衡的气液两相接触后所发生的传质过程，是吸收还是解吸，取决于组分在两相中的浓度与平衡浓度的
A.关系
B.百分比
C.幂函数
D.平方根

13.若待干燥物料的湿基含水量为40%，物料的质量为500kg，则物料含有水分为
A.180kg
B.200kg
C.240kg
D.320kg

14.在液-液萃取中混合物体系至少包含三个组分，可以使用三角坐标法来表示，三角形的三个顶点分别表示 A、B、C的
A.二组分混合物
B.三组分混合物
C.纯组分
D.零含量

15.管路中某处安装有用于测量流体流速的皮托管,流体在此处静压能为160J/kg，动能为20J/kg，则皮托管内管口处所测得冲压能为
A.120J/kg
B.130J/kg
C.140J/kg
D.180J/kg

二、多项选择题:本大题共5小题，每小题2分，共10分。在每小题列出的备选项中至少有两项是符合题目要求的，请将其选出，错选、多选或少选均无分。
16.为了避免离心泵在工作时出现汽蚀现象，需要计算泵的安装高度，我国的离心泵规格中提供两种指标做参考，分别是
A.允许吸上真空高度
B.汽蚀余量
C.扬程
D.流量
E.效率

17.物料干燥的方法按热能对湿物料传递方式的不同，干燥可分为
A.常压干燥
B.对流干燥
C.传导干燥
D.辐射干燥
E.间歇干燥

18.对于吸收来说相间传质包括三步，分别为
A.组分A在气相内从主体传到界面
B.穿过界面到达临界点
C.穿过界面到达液相
D.传入气液两相区
E.传入液相主体

19.精馏操作中进料方程又称为q线方程，q线上的点是某些操作线的交点，这些操作线分别为
A.再沸段操作线
B.精馏段操作线
C.回流段操作线
D.吸收段操作线
E.提馏段操作线

20.在液-液萃取中，为了定量描述萃取过程的特征，经常被使用的几个术语是
A.分配比
B.分离因数
C.回流比
D.萃取率
E.恒沸点

第二部分 非选择题

三、判断题:本大题共 11小题，每小题1分，共11分。判断下列各题正误，正确的在答题卡相应位置涂“A”，错误的涂“B”。
21.包含热量传递原理的单元操作有:热交换、蒸发、物料干燥、蒸馏、离心分离等。
22.食品工业中有许多种流体如糖浆、奶油等，并不服从牛顿黏性定律，这类流体统称非牛顿流体。
23.典型的过滤操作过程分为过滤、滤饼洗涤、滤饼脱湿和滤饼卸除四个步骤。
24.在使用对流传热的经验公式时，应注意以下三点:①适用范围，②定性尺寸，③定性压力。
25.在传热系统中温度分布不随时间而改变的传热过程称为稳态传热。
26.采用多效蒸发的目的，就是为提高蒸汽经济性，所以效数越多越好。
27.多效蒸发使用逆流操作流程时，料液和蒸汽流向相反，浓度逐渐提高，温度逐渐上升，黏度增加不显著，有利于改善循环条件。
28.吸湿或解湿过程中物料水分活度a与含水量x间的对应关系，在一定温度下可以做出曲线，称为吸湿或解湿等温线，两条等温线不重合，解湿等温线有滞后现象。
29.在热风干燥过程中新鲜空气通过空气加热器前后的湿含量 H0与H1不相等。
30.若精馏操作中塔顶蒸汽冷凝后不取产品，将全部馏出液都作为回流，称作全回流。
31.图解法求精馏过程的平衡级数是在 P-X直角坐标图的平衡线和操作线间做梯级来求。

四、填空题:本大题共10小题，每小题1分，共10分。
32.在国际单位制中确定了7个基本量的单位为基本单位，分别是长度、质量、电流、物质的量、发光强度、热力学温度和________。
33.已知当地大气压是 101.3kPa，一敞口容器装满静止水柱，水密度 1000kg/m³,液面下方1米处的绝对压力为________kPa.
34.用泵将原料输送至加工设备中，原料在管路中流动时雷诺数为5600，由此可知该原料的流动形态为________。
35.类似往复泵类型的泵，流量只与活塞的位移有关，与管路无关;其扬程只与管路情况有关而与________。
36.溢流堰半径是设计分离式离心机的一项重要参数，选取溢流堰半径的主要依据是作用于挡板上下转鼓壁上的________。
37.对于半连续式沉降器的工作尺寸，要适当选取长度L与高度h的比值，使溢流前完成沉降，在设计时应符合关系式________。
38.要充分发挥降膜蒸发的主要优点,关键在于降膜蒸发器需要有性能优良的________。
39.已知干燥器对物料进行热风干燥，水分蒸发量为 80kg/h，干燥介质空气进入干燥器前湿含量为 0.01kgv/kg:，离开干燥器时湿含量为0.06kgvkga，则干燥空气的用量为________。
40.A、B二组分构成的理想溶液遵循拉乌尔定律，A的纯组分在某温度下饱和蒸气压为 60kPa，已知A在液相中的浓度为 0.5，此时A的汽相平衡分压为________。
41.在某操作压力下精馏A-B 双组分混合液，进料流量 26mol/s，馏出液流量 10mol/s釜液流量 16mol/s;轻组分A的进料摩尔分数XF=0.4，馏出液XD=0.9，则釜液摩尔分数Xw等于________。

五、名词解释题:本大题共4小题，每小题3分，共12分。
42.自由沉降
43.单效蒸发
44.传质
45.分配比

六、简答题:本大题共3小题，每小题6分，共18分。
46.结合工作原理简要说明离心泵的气缚现象及如何避免。
47.简要说明精馏操作不同进料状态的q线特点。
48.简要说明千燥的表面汽化控制和内部扩散控制。

七、计算题:本大题共2小题，每小题 12分，共24分。
49.用泵将真空蒸发器中的料液输送到贮罐顶部，贮罐与大气相通，输送管路φ36mm X 3mm,管路出口在贮罐液面上方。蒸发器内部真空度为80kPa,料液密度 1050kg/m³质量流量 4000kg/h，流动系统的阻力总损失60J/kg。真空蒸发器内液面、贮罐顶部管路出口距离地面分别为2m、8m，求泵要给予料液的能量w。

50.果汁输入换热器冷却，流量60kg/h，比热容Cₚₕ 为3000J/(kg·K)，入口温度75℃，出口温度 25℃。换热器内通冷水与果汁并流换热，比热容Cp🇨为4180J/kg·K)，入口15℃，出口23℃。换热的传热系数K为600W/(m²·K)。求冷水流量及换热面积。(可用算术平均温差计算)