食品工程原理实验指导书（自编教材）中国农业大学食品科学与营养工程学院2009年12月
食品工程原理 实验指导书 （自编教材） 中国农业大学食品科学与营养工程学院 2009 年 12 月 I
前 創言21世纪人类将进入知识经济的时代，人们正将其视为继农业经济、工业经济之后人类社会所面临的又一次生产方式、生活方式乃至思维方式的历史性变革面对知识经济的到来，我国高等教育改革势在必行，以培养出知识面宽广且具有较强创新能力的人才。食品工程基础实验作为食品工程类创新人才培养过程中重要的实践环节，在食品工程教育中起着重要的作用，它具有直观性、实践性、综合性和创新性，而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的工作态度。因此，以培养实验研究过程中所需的各种能力和素质为目的，以强化创新能力为重点，对食品工程基础实验进行了相应的改革，更新了全部实验内容。更新后的实验主要是符合“素质教育”需要的综合型、研究型、设计型实验，同时实验设备也达到了国内领先水平。本书作为食品工程基础实验的指导书，具有如下特点：（1）将实验研究过程中所需要的各种能力，通过不同的实验来培养；而工作作风和态度的培养则贯穿于每个实验环节。（2）实验内容通过必做和选做的结合，来达到因材施教的目的。（3）实验内容尽可能接近工厂实际，以训练工程能力。由于编者水平有限，时间仓促，书中难免有不妥和错误之处，悬切希望读者批评指出
前 言 21 世纪人类将进入知识经济的时代，人们正将其视为继农业经济、工业经济 之后人类社会所面临的又一次生产方式、生活方式乃至思维方式的历史性变革。 面对知识经济的到来，我国高等教育改革势在必行，以培养出知识面宽广且具有 较强创新能力的人才。食品工程基础实验作为食品工程类创新人才培养过程中重 要的实践环节，在食品工程教育中起着重要的作用，它具有直观性、实践性、综 合性和创新性，而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的 工作态度。因此，以培养实验研究过程中所需的各种能力和素质为目的，以强化 创新能力为重点，对食品工程基础实验进行了相应的改革，更新了全部实验内容。 更新后的实验主要是符合“素质教育”需要的综合型、研究型、设计型实验，同 时实验设备也达到了国内领先水平。 本书作为食品工程基础实验的指导书，具有如下特点：（1）将实验研究过程 中所需要的各种能力，通过不同的实验来培养；而工作作风和态度的培养则贯穿 于每个实验环节。（2）实验内容通过必做和选做的结合，来达到因材施教的目的。 （3）实验内容尽可能接近工厂实际，以训练工程能力。 由于编者水平有限，时间仓促，书中难免有不妥和错误之处，恳切希望读者 批评指出。 II
目录学生守则-IIⅡI对学生基本要求实验一流体在圆形直管内流动摩擦系数的测定-实验二离心泵特性曲线的测定实验三传热实验.9-17实验四过滤实验-实验五流化床实验-22实验六精馏塔板效率实验25-29实验七萃取实验-实验八干燥速率曲线测定实验36mI
目 录 学生守则- III 对学生基本要求- III 实验一 流体在圆形直管内流动摩擦系数的测定-1 实验二 离心泵特性曲线的测定-5 实验三 传热实验-9 实验四 过滤实验-17 实验五 流化床实验-22 实验六 精馏塔板效率实验-25 实验七 萃取实验-29 实验八 干燥速率曲线测定实验 -36 III
实验守则讲究科学态度，遵守课堂纪律，敢于实事求是，勤于动脑动手，尊重老师指导，爱护仪器设备，注意人身安全，保持环境卫生。对学生基本要求1.实验前必须到现场结合实验装置，进行实验预习，列出书写报告所需要的原始数据表，并通过老师的检查提问，方可参加实验。2.实验做完后，所记录的数据经指导老师检查合格后，才可结束实验；实验若有短缺或不合理应该补全或重做。结束实验后，指导老师在原始数据表上签字。3．实验结束后，应将使用的仪器设备整理复原。检查水源、电源、汽源等是否已确实关断，并将场地打扫干净。4.用计算机整理数据时，要爱护计算机，不要胡乱操作，如计算机出现问题要及时报告老师，要节约打印纸。5.实验后要认真写实验报告，报告要求独立完成，若发现彼此抄袭，对有关的所有人都给低于及格分数线的低分6.实验报告中，除了包括实验数据与计算结果的表格以及需要的标绘曲线外，还必须有计算举例。同组人取实验的不同序号进行举例，列出全部数字运算过程；若发现同组中两人用相同的序号进行计算举例，则两人的报告均给低分。7.对实验所测得的数据结果做必要的分析、讨论。IV
实 验 守 则 讲 究 科 学 态 度， 遵 守 课 堂 纪 律， 敢 于 实 事 求 是， 勤 于 动 脑 动 手， 尊 重 老 师 指 导， 爱 护 仪 器 设 备， 注 意 人 身 安 全， 保 持 环 境 卫 生。 对学生基本要求 1. 实验前必须到现场结合实验装置，进行实验预习，列出书写报告所需要的原始数据 表，并通过老师的检查提问，方可参加实验。 2. 实验做完后，所记录的数据经指导老师检查合格后，才可结束实验；实验若有短缺 或不合理应该补全或重做。结束实验后，指导老师在原始数据表上签字。 3. 实验结束后，应将使用的仪器设备整理复原。检查水源、电源、汽源等是否已确实 关断，并将场地打扫干净。 4. 用计算机整理数据时，要爱护计算机，不要胡乱操作，如计算机出现问题要及时报 告老师，要节约打印纸。 ⒌ 实验后要认真写实验报告，报告要求独立完成，若发现彼此抄袭，对有关的所有人 都给低于及格分数线的低分。 ⒍ 实验报告中，除了包括实验数据与计算结果的表格以及需要的标绘曲线外，还必须 有计算举例。同组人取实验的不同序号进行举例，列出全部数字运算过程；若发现同组中两 人用相同的序号进行计算举例，则两人的报告均给低分。 ⒎ 对实验所测得的数据结果做必要的分析、讨论。 IV
实验一流体阻力测定实验一、实验目的1.学习直管摩擦阻力4PF、直管摩擦系数的测定方法。2.掌握直管摩擦系数与雷诺数 Re和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。3．熟悉实验装置中所采用流量计、压差计的构造及其使用方法。4.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。二、实验内容1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数入。2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。三、实验原理1.直管摩擦系数入与雷诺数 Re 的测定流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：Pr-lu(1-1)hrd2(1-2)p.lu?Re=d-up(1-3)A式中：d-管径，m；AP,-直管阻力引起的压强降，Pa；1-管长，m;u-流速，m/s;P-流体的密度，kg/m；μ-流体的粘度，N's/m。直管摩擦系数入与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长/和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度p和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降AP与流速u（流量V）之间的关系
实验一 流体阻力测定实验 一、实验目的 1. 学习直管摩擦阻力ΔPf 、直管摩擦系数λ的测定方法。 2. 掌握直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 3. 熟悉实验装置中所采用流量计、压差计的构造及其使用方法。 4. 掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 1. 测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 2. 测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 和相对粗糙度之间的关系曲 线。 三、实验原理 1. 直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内 流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： 2 h 2 f u d l p Pf = λ Δ = （1-1） 2 2 u P l d λ Δ f ⋅ ⋅ = ρ （1-2） μ ⋅ ⋅ ρ = ud Re （1-3） 式中： 管径， d − m ； Pf −Δ 直管阻力引起的压强降，Pa； l −管长，m； u − 流速，m / s； ρ − 流体的密度，kg / m3 ； μ − 流体的粘度，N·s / m2 。 直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装 置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本 实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降ΔPf与流速u（流量V）之间的关系。 1