食品工程原理实验主编：郭清南不山东农业大学机械与电子工程学院
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目录实验注意事项23第一章实验基础知识3一、食品工程原理实验教学的目的3二、食品工程原理实验要求4三、食品工程原理实验数据的处理方法第二 章实验内容66实验一静力学方程实验11实验二伯努利方程实验15实验三雷诺实验实验四17管路阻力的测定实验21实验五泵的性能测定实验25实验六风机的性能测定实验27实验七压滤机过滤常数的测定实验30实验八传热实验实验九干燥实验331PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
1 目 录 实验注意事项 2 第一章 实验基础知识 3 一、食品工程原理实验教学的目的 3 二、食品工程原理实验要求 3 三、食品工程原理实验数据的处理方法 4 第二 章 实验内容 6 实验一 静力学方程实验 6 实验二 伯努利方程实验 11 实验三 雷诺实验 15 实验四 管路阻力的测定实验 17 实验五 泵的性能测定实验 21 实验六 风机的性能测定实验 25 实验七 压滤机过滤常数的测定实验 27 实验八 传热实验 30 实验九 干燥实验 33 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验注意事项1.按时进入实验室进行实验，不得有迟到和早退现象。2.仪器、设备安装完毕或者连接好电线之后，必须经教师检查确认无误之后，才能接通电源开始实验。3.一定要按实验指导书或仪器设备的使用说明书的规定使用仪器设备，或者按照教师示范的方法进行操作，以免产生不良后果。未经教师允许，不得擅自改变操作方法。实验中，仪器设备出现故障应及时报告教师，在教师的指导下进行处理。4.仪器、设备一般都应在达到规定的稳定状态范围后才进入实验测定阶段。因此，要注意实验数据记录应及时、准确、完整、整齐。全部数据应记录在预先准备好的表格内，不得随意乱记，以免遗漏或记错。5.注意节约水电、爱护国家资产。不得乱动与本实验无关的电源开关、仪器设备等。仪器设备出现损坏时，应及时报告实验指导教师，进行登记，按有关规定处理。6.实验室内严禁吸烟、吃零食、大声喧哗及打闹等，违者按破坏课堂纪律处理。7.在实验的进行过程中，要随时注意排除危及人身和财产安全的事故隐患，防止触电、失火、机械碰撞、烧毁电机、损伤身体等事故的发生。8.每次实验完毕，将所用仪器设备擦洗干净、整理复原、排放整齐，并把室内打扫干净。2PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
2 实验注意事项 ⒈ 按时进入实验室进行实验，不得有迟到和早退现象。 ⒉ 仪器、设备安装完毕或者连接好电线之后，必须经教师检查确 认无误之后，才能接通电源开始实验。 ⒊ 一定要按实验指导书或仪器设备的使用说明书的规定使用仪 器设备，或者按照教师示范的方法进行操作，以免产生不良后果。未 经教师允许，不得擅自改变操作方法。实验中，仪器设备出现故障应 及时报告教师，在教师的指导下进行处理。 ⒋ 仪器、设备一般都应在达到规定的稳定状态范围后才进入实验 测定阶段。因此，要注意实验数据记录应及时、准确、完整、整齐。 全部数据应记录在预先准备好的表格内，不得随意乱记，以免遗漏或 记错。 ⒌ 注意节约水电、爱护国家资产。不得乱动与本实验无关的电源 开关、仪器设备等。仪器设备出现损坏时，应及时报告实验指导教师， 进行登记，按有关规定处理。 ⒍ 实验室内严禁吸烟、吃零食、大声喧哗及打闹等，违者按破坏 课堂纪律处理。 ⒎ 在实验的进行过程中，要随时注意排除危及人身和财产安全的 事故隐患，防止触电、失火、机械碰撞、烧毁电机、损伤身体等事故 的发生。 ⒏ 每次实验完毕，将所用仪器设备擦洗干净、整理复原、排放整 齐，并把室内打扫干净。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
第一章实验基础一、食品工程原理实验教学的目的。食品工程原理是应用自然科学的基础理论来分析和解决食品生产过程中实际工程问题的一门技术基础课，因而具有很强的理论性和实践性。食品工程原理实验教学是食品工程原理整个教学过程中的一个重要的实践环节。其主要目的为：（一）学习和了解食品工程原理的实验研究方法，掌握食品工程原理实验中的主要实验技能，巩固前修基础实验课所学技能。通过让学生自学相关资料、根据所学原理设计实验方案、独立选择和使用各种仪器设备等活动，培养学生的自学能力和实际动手能力。（）通过观察实验现象、正确记录数据、科学分析处理和表达数据、运用前修理论和实验课所学知识，综合判断实验结果的可靠性及分析主要误差来源等活动，培养学生的逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力等。（）在验证食品工程原理的主要理论，巩固和加深对所学理论理解的同时，使学生的科研能力得到初步训练。(四培养学生严肃、认真的科学态度和严格细致的工作作风。二、食品工程原理实验要求。实验教学过程主要包括实验前的准备、组织实施实验、数据的测读与记录和编写实验报告等四部分内容。对各部分内容具体提出如下的说明和要求（一）准备实验。1.实验前做好预习。仔细阅读理论教材的有关章节、实验教材的相关内容、所用仪器设备的使用说明书、相关参考书籍及资料等，弄清实验目的和要求；2.弄懂实验原理。掌握实验所依据的基本理论，并在基本理论的指导下弄清待测物理量及各物理量间的依存规律、基本公式及各量的物理意义和单位：3.弄清所用仪器设备的构造、工作性能、安装调试及操作使用方法：4.在此基础上制定出最佳实验方案、设计出记录原始数据的表格、掌握实验条件和操作要点：5.未作预习的学生不得进行实验。（）组织实施实验。1.食品工程原理实验多是由若干人合作完成的，因此必须做好组织工作。按实验要求划分的实验小组要有一个组长负责实验方案执行的组织指挥。组员既有明确分工，又应服从统一指挥，做到相互协作，彼此要进行必要的轮换，以便得到全面训练；2.实验时要认真操作，严格控制实验条件，仔细观察实验现象。）实验数据的测读与记录。1.凡是与实验结果直接相关的数据，如大气压、水温、气温、设备的有关尺寸、物料的物理性质等，必须一一测取，不得遗漏。2.凡是可从手册查取的数据或由已测定的量导出的数据不比直接测定。例如水的粘度、密度等物理量，只要测知水温即可查出；3.所有数据都应在操作条件和实验现象达到稳定状态后读取。这是因为仪表存在滞后特性，条件改变后现象随条件的改变也存在滞后性，即存在着由不稳定状态向稳定状态过渡的3PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
3 第一章 实验基础 一、食品工程原理实验教学的目的。 食品工程原理是应用自然科学的基础理论来分析和解决食品生产过程中实际工程问题的 一门技术基础课，因而具有很强的理论性和实践性。食品工程原理实验教学是食品工程原理 整个教学过程中的一个重要的实践环节。其主要目的为： ㈠ 学习和了解食品工程原理的实验研究方法，掌握食品工程原理实验中的主要实验技 能，巩固前修基础实验课所学技能。通过让学生自学相关资料、根据所学原理设计实验方案、 独立选择和使用各种仪器设备等活动，培养学生的自学能力和实际动手能力 。 ㈡ 通过观察实验现象、正确记录数据、科学分析处理和表达数据、运用前修理论和实验 课所学知识，综合判断实验结果的可靠性及分析主要误差来源等活动，培养学生的逻辑思维 能力、分析问题和解决问题的能力等。 ㈢ 在验证食品工程原理的主要理论，巩固和加深对所学理论理解的同时，使学生的科研 能力得到初步训练。 ㈣ 培养学生严肃、认真的科学态度和严格细致的工作作风。 二、食品工程原理实验要求。 实验教学过程主要包括实验前的准备、组织实施实验、数据的测读与记录和编写实验报 告等四部分内容。对各部分内容具体提出如下的说明和要求： ㈠ 准备实验。 ⒈ 实验前做好预习。仔细阅读理论教材的有关章节、实验教材的相关内容、所用仪器设 备的使用说明书、相关参考书籍及资料等，弄清实验目的和要求； ⒉ 弄懂实验原理。掌握实验所依据的基本理论，并在基本理论的指导下弄清待测物理量 及各物理量间的依存规律、基本公式及各量的物理意义和单位； ⒊ 弄清所用仪器设备的构造、工作性能、安装调试及操作使用方法； ⒋ 在此基础上制定出最佳实验方案、设计出记录原始数据的表格、掌握实验条件和操作 要点； ⒌ 未作预习的学生不得进行实验。 ㈡ 组织实施实验。 ⒈ 食品工程原理实验多是由若干人合作完成的，因此必须做好组织工作。按实验要求划 分的实验小组要有一个组长负责实验方案执行的组织指挥。组员既有明确分工，又应服从统 一指挥，做到相互协作，彼此要进行必要的轮换，以便得到全面训练； ⒉ 实验时要认真操作，严格控制实验条件，仔细观察实验现象。 ㈢ 实验数据的测读与记录。 ⒈ 凡是与实验结果直接相关的数据，如大气压、水温、气温、设备的有关尺寸、物料的 物理性质等，必须一一测取，不得遗漏。 ⒉ 凡是可从手册查取的数据或由已测定的量导出的数据不比直接测定。例如水的粘度、 密度等物理量，只要测知水温即可查出； ⒊ 所有数据都应在操作条件和实验现象达到稳定状态后读取。这是因为仪表存在滞后特 性，条件改变后现象随条件的改变也存在滞后性，即存在着由不稳定状态向稳定状态过渡的 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
时段，因此在不稳定状态下读取的数据是不可靠的，由不可靠的数据所得出的结论必然是错误的：4.同一条件下至少要读取两次数据，且当两次数据相近时才记录。数据必须记录在预先拟好的记录表格内，不得随意乱记。记录时要注意各数据的单位5.数据记录必须真实地反映仪表的精确度，一般记录至仪表上最小分度的下一位数，因而数据的末位都是估计数字；6.实验中，如果出现不正常现象，数据有明显偏差时，应在备注中注明：7.原始记录数据必须经指导教师审查合格后才能用于实验报告，否则应重新测定。(四）编写实验报告。实验报告必须写得简单明白、数据完整、分析透彻、结论明确无误。报告应包括的款项如下：1.报告的题目；2.编写实验报告的人员及同组的合作实验人员；3.实验的目的要求；4.实验仪器设备的说明（包括流程示意图、主要设备仪器的类型及规格等）5.实验的基本原理及方法步骤简述：6.实验数据（包括原始数据、与实验结果相关的全部数据）：7.数据整理与计算（引用的数据要注明来源，导出数据要列出简化计算公式，并对每一种类型都列出示例计算过程）；8.数据的表达（可采用列表法、图形法表示法或者方程式表示法）；9.实验讨论（主要结合实验现象及发现的问题，讨论误差主要来源，减小误差的措施，对实验中发现的某些现象做出解释，提出对实验方法、使用的仪器及操作方法的改进意见）；10.实验报告必须个人独立完成，在规定的时间内交给教师批阅。三、食品工程原理实验数据的处理方法通过实验获得的原始记录数据需经整理计算（数据处理）才能得到应有的结果。实验结果的表达方法通常有列表法、图形法和方程式法三种。（一）数据的整理计算。1.在数据计算过程中，应至少写出一组数据的完整计算过程，以便检查计算方法和数字计算结果有无错误。每计算完一组数据，应首先判断结果是否合理，如数量级是否在正常范围内，以免一错到底。2.为减少计算工作量，最好将公式中多次重复的部分合并为公用常数。例如在测量管路的沿程阻力系数（阻力因数）时，每一个测定的平均流速u的值都要计算一次雷诺数Re=pdu/μ。而在改变平均流速u时，管路的内径d、流体的密度p和动力黏度u都可以认为保持不变，于是可合并为一个常数K=pd/u，预先将其数值算好，于是计算雷诺数的公式变为Re=Ku，这样使得计算简单得多了。3.在计算中应注意有效数字。工程计算的最后结果，一般保留三位有效数字，在中间运算过程中可多保留一或两位不定数字。数字过大或者过小时，应以科学记数法表示。（）实验数据的表达方法。1.列表表示法。列表表示法就是将一组实验数据中的自变量、因变量的各对应数值以一定的形式和顺序一一对应地列出，形成函数数值表。一般按自变量的数值的增大或减小的顺序排列。一个完4PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
4 时段，因此在不稳定状态下读取的数据是不可靠的，由不可靠的数据所得出的结论必然是错 误的； ⒋ 同一条件下至少要读取两次数据，且当两次数据相近时才记录。数据必须记录在预先 拟好的记录表格内，不得随意乱记。记录时要注意各数据的单位； ⒌ 数据记录必须真实地反映仪表的精确度，一般记录至仪表上最小分度的下一位数，因 而数据的末位都是估计数字； ⒍ 实验中，如果出现不正常现象，数据有明显偏差时，应在备注中注明； ⒎ 原始记录数据必须经指导教师审查合格后才能用于实验报告，否则应重新测定。 ㈣ 编写实验报告。 实验报告必须写得简单明白、数据完整、分析透彻、结论明确无误。报告应包括的款项 如下： ⒈ 报告的题目； ⒉ 编写实验报告的人员及同组的合作实验人员； ⒊ 实验的目的要求； ⒋ 实验仪器设备的说明（包括流程示意图、主要设备仪器的类型及规格等）； ⒌ 实验的基本原理及方法步骤简述； ⒍ 实验数据（包括原始数据、与实验结果相关的全部数据）； ⒎ 数据整理与计算（引用的数据要注明来源，导出数据要列出简化计算公式，并对每一 种类型都列出示例计算过程）； ⒏ 数据的表达（可采用列表法、图形法表示法或者方程式表示法）； ⒐ 实验讨论（主要结合实验现象及发现的问题，讨论误差主要来源，减小误差的措施， 对实验中发现的某些现象做出解释，提出对实验方法、使用的仪器及操作方法的改进意见） ； ⒑ 实验报告必须个人独立完成，在规定的时间内交给教师批阅。 三、食品工程原理实验数据的处理方法。 通过实验获得的原始记录数据需经整理计算（数据处理）才能得到应有的结果。实验结 果的表达方法通常有列表法、图形法和方程式法三种。 ㈠ 数据的整理计算。 ⒈ 在数据计算过程中，应至少写出一组数据的完整计算过程，以便检查计算方法和数字 计算结果有无错误。每计算完一组数据，应首先判断结果是否合理，如数量级是否在正常范 围内，以免一错到底。 ⒉ 为减少计算工作量，最好将公式中多次重复的部分合并为公用常数。例如在测量管路 的沿程阻力系数（阻力因数）时，每一个测定的平均流速 u 的值都要计算一次雷诺数 Re = ρdu / μ。而在改变平均流速 u 时，管路的内径 d、流体的密度 ρ 和动力黏度 μ 都可以认为保持不 变，于是可合并为一个常数 K= ρd / μ，预先将其数值算好，于是计算雷诺数的公式变为 Re =K u，这样使得计算简单得多了。 ⒊ 在计算中应注意有效数字。工程计算的最后结果，一般保留三位有效数字，在中间运 算过程中可多保留一或两位不定数字。数字过大或者过小时，应以科学记数法表示。 ㈡ 实验数据的表达方法。 ⒈ 列表表示法。 列表表示法就是将一组实验数据中的自变量、因变量的各对应数值以一定的形式和顺序 一一对应地列出，形成函数数值表。一般按自变量的数值的增大或减小的顺序排列。一个完 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn