食工工程原理教学大纲(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上高纲1061江苏省高等教育自学考试大纲 04169食品工程原理江南大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点食品工程原理属工科学科，是我省高等教育自学考试食品科学与工程专业的一门主干课。本课程培养学生用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。研究方法主要是理论解析和理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点；定量运算，实验技能和设计能力的训练；强调理论与实际结合，提高分析问题和解决问题的能力，为后继课程的学习及今后的工作打下坚实基础。（二）本课程的基本要求本课程的主要研究内容是以轻化工生产中的物理加工过程为背景，按其操

2、作原理的共性归纳成的若干“单元操作”。 通过本课程的学习，应考者应该掌握流体流动、传热和传质的基础理论，主要单元操作的基本原理、实验技能和工艺设计计算，建立工程观点，对各有关单元操作，具有分析问题和解决问题的能力。（三）本课程与相关课程的联系本课程是学生在具备了必要的高等数学，物理学，物理化学，计算技术等基础知识后必修的技术基础课，应考者若具有扎实的上述课程的基础有助于更好地学习食品工程原理课程。学好本课程，也能为后继课程的学习及今后的工作打下坚实基础。二、课程内容与考核目标绪 论（一）课程内容介绍了食品工程的发展、食品工业与化学工程学的联系、食品工程和食品工程原理课程的特点；介绍了物理量单位

3、的换算。（二）学习要求要求通过绪论的学习能了解本课程的研究对象、内容和学科发展史，掌握物理量单位的换算。（三）考核知识点和考核要求1了解：食品工程原理课程的研究对象、内容和特点。2掌握：单位与单位换算。第一章流体流动和输送（一）课程内容化工、生物、食品、环境等许多生产领域中的处理对象多为流体，掌握流体流动的规律是解决流体输送以及研究传热、传质过程及设备的重要基础。本章重点讨论流体流动的基本原理，并运用基本原理分析和解决流体输送过程的计算问题。（二）学习要求要求通过对本章的学习能理解和掌握流体和流体流动的一些基本概念和基本原理，掌握运用基本原理分析和解决流体输送过程的基本计算问题。（三）考核知识

4、点和考核要求第一节 流体的物理性质1了解：流体的压缩性。2理解：连续性假定；流体的密度；流体的黏度。3掌握：牛顿黏性定律。第二节 流体静力学1了解：体积力；表面力2理解：流体压强的度量。3掌握：压强的静力学测量。4熟练掌握：流体静力学基本方程。第三节流体流动的基本概念1了解：边界层和边界层的分离。2理解：稳态与非稳态流动；流量与流速；流动的形态与雷诺数。3掌握：层流与湍流的特性。第四节流体流动的质量衡算和能量衡算1掌握：质量衡算；能量衡算。2熟练掌握：连续性方程；柏努利方程的应用。第五节流体流动的阻力1了解：直管阻力损失的实验研究；因次分析法。2理解：直管阻力；局部阻力；当量直径3掌握：层流时

5、的速度分布；湍流的速度分布；局部阻力损失的计算。4熟练掌握：直管阻力损失的计算；第六节 流体输送管路的计算1了解：分支管路计算。2理解：管路特性曲线。3掌握：管径的确定；并联管路计算。4熟练掌握：简单管路计算；管路特性方程。第七节 流速和流量的测定1了解：文丘里流量计2理解：皮托管、孔板流量计和转子流量计的原理。3掌握：毕托管、孔板流量计和转子流量计的计算方法。第八节 非牛顿流体的流动1了解：非牛顿流体及其流动特点第九节 液体输送机械1了解：离心泵的类型；往复泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵、漩涡泵的工作原理和特点。2理解：离心泵的气缚与气蚀现象；往复泵的正位移特性和流量调节。3掌握：离心泵的主要部

6、件和工作原理；离心泵的主要性能参数和特性曲线；流量调节和组合操作。4熟练掌握：离心泵的选用和安装高度的计算。第十节 气体输送机械1了解：离心式风机、鼓风机、压缩机与真空泵的工作原理和特点。2理解：离心式风机的主要性能参数和特性曲线。3掌握：离心式风机的选用。第二章 衡算方程（一）课程内容第一章从稳态流动体系的总质量衡算得出了连续性方程，从稳态流动体系的总能量衡算得出了柏努利方程。本章将进一步讨论稳态与非稳态体系的总衡算方法，并从微分衡算的角度讨论流动问题，以便了解流动的内部结构。（二）学习要求要求通过对本章的学习能了解有关衡算的一些基本概念和基本原理。（三）考核知识点和考核要求第一节 简单流动

7、系统的衡算1了解：系统和控制体；简单流动系统的质量衡算；稳定流动热力体系中的热功交换。第二节 通用的总衡算方程1了解：通用总质量衡算方程；通用总动量衡算方程。第三节 微分衡算方程1了解：流动场的概念；微分质量衡算和连续性方程；微分动量衡算和运动方程；运动方程的应用实例；微分能量衡算方程；传质微分方程。第三章 机械分离（一）课程内容本章介绍了流体与粒子相对运动的基本概念和原理，并在此基础上讨论了沉降和过滤单元操作。（二）学习要求要求通过对本章的学习能掌握流体与粒子相对运动的基本概念和原理，理解沉降和过滤单元操作的原理，掌握沉降和过滤过程及设备的计算。（三）考核知识点和考核要求第一节 流体与粒子的

8、相对运动1了解：曳力和曳力系数；当量直径；形状系数；流体通过固定床的流动。2理解：颗粒的自由沉降和沉降速度；3掌握：沉降速度计算。第二节 沉降1了解：自由沉降和干扰沉降；2理解：离心沉降速度；旋风分类器原理和性能。3掌握：降沉室计算。4熟练掌握：第三节 过滤1了解：过滤介质；滤饼过滤与深层过滤；过滤的操作方式。2理解：滤饼的压缩性和助滤剂。3掌握：过滤设备；过滤计算。第四节 离心分离1了解：离心分离原理；各类离心机。第四章 以动量传递为特征的混合单元操作（一）课程内容本章讨论以混合为目的的单元操作，混合是借动量传递实现的，因此，这类单元操作的共同特征是动量传递。（二）学习要求要求通过对本章的学

9、习能掌握混合单元操作的一些基本概念和原理，掌握混合单元操作设备的选型和计算。（三）考核知识点和考核要求第一节 搅拌1了解：混合均匀度的表示；2理解：混和机理；搅拌器的流动性能；搅拌器的功率消耗；相似理论和搅拌系统的放大。第二节 流态化和气力输送1了解：气力输送。2理解：流态化现象的基本概念；流化床的流体力学特性。第三节 均质和乳化1了解：乳化液的类型和稳定性；均质机理。第五章 传热 （一）课程内容本章在讨论了热传导、对流传热和辐射传热这三种基本热传递方式的基础上，介绍了传热过程和设备的计算。（二）学习要求要求通过对本章的学习能掌握传热单元操作的基本概念和原理，掌握对传热过程和设备的分析和计算。

10、（三）考核知识点和考核要求第一节 热传递的基本传递方式1理解：热传导；对流传热；辐射传热；实际传热过程；第二节 热传导1了解：温度场和温度梯度。2理解：热导率。3掌握：傅立叶定律。4熟练掌握：平壁定态热传导；圆筒壁的定态热传导。第三节 对流传热1了解：流体无相变时的对流传热过程的量纲分析；2理解：对流传热与对流传热系数及其主要的影响因素；3掌握：流体无相变对流传热系数的经验关联式；流体有相变时的对流传热系数。4熟练掌握：流体在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数的经验关联式。第四节 辐射传热1了解：高温设备的热损失。2理解：热辐射的基本概念与基本定律。3掌握：两固体间的相互辐射传热。第五节 稳定

11、传热过程的计算1理解：稳定传热过程的计算方法；稳定传热过程的操作型计算。2掌握：总传热系数计算；传热面计算；平均传热温差计算。3熟练掌握：固体壁两侧流体热交换过程的分析和计算。第七节 换热器1了解：换热器的种类。2理解：传热过程的强化。3掌握：列管式换热器的结构和种类；传热系数及垢层热阻的测定。第六章 以热量传递为特征的单元操作（一）课程内容在第五章讨论了传热过程的基础上，本章主要介绍蒸发、结晶和热杀菌这些以热量传递为特征的单元操作的基本概念和原理以及相关过程和设备的计算。（二）学习要求要求通过对本章的学习，重点掌握蒸发单元操作的原理和基本概念，掌握蒸发过程和蒸发器的设计计算。能扩大化学的基本

12、知识，并巩固和加深对化学基本理论的理解。（三）考核知识点和考核要求第一节 蒸发1了解：蒸发设备的种类和特点。2理解：蒸发器的传热温差和温差损失。3掌握：蒸发过程的基本概念；单效蒸发计算；多效蒸发计算；蒸发系统的经济性。第七章 传质原理（一）课程内容本章主要讨论传质过程的原理和基本概念，介绍了混合物组成的表示方法、相平衡及其计算、传质速度与传质通量、分子扩散和对流传质的原理和计算方法。（二）学习要求要求通过对本章的学习，掌握混合物组成的表示方法、相平衡及其计算、传质速度与传质通量、分子扩散和对流传质的基本概念和计算。（三）考核知识点和考核要求第一节 传质基础1了解：食品工业生产中的传质过程。2理

13、解：传质速度与传质通量。3掌握：混合物组成的表示方法；相平衡及其计算。第二节 传质原理1了解：传质微分方程；分子传质（扩散）；对流传质（扩散）。2理解：质量传递的方式；双膜模型。3掌握：等分子反向扩散；组分A通过停滞组分B的扩散。第三节 流动中的传递与相似类比1了解：动量、热量与质量传递之间的相似性第八章 微分传质单元操作（一）课程内容本章将在第七章讨论的传质原理的基础上进而讨论微分传质单元操作，介绍了吸收、吸附和离子交换三种传质单元操作的基本概念、基本原理和相关的计算方法。（二）学习要求要求通过对本章的学习能重点掌握吸收单元操作的基本概念和基本原理，熟练掌握低浓度气体吸收的计算。了解吸附和离

14、子交换的基本概念。（三）考核知识点和考核要求第一节 吸收1了解：吸收操作的目的；吸收操作的分类。2理解：气体吸收的平衡关系；吸收剂的选择。3掌握：亨利定律；吸收速率方程。4熟练掌握：低浓度气体吸收的计算。第二节 填料塔1了解：填料的类型；填料的特性；填料塔附件。2理解：填料塔的结构与操作；气体通过填料层的压强降。第三节 吸附1了解：吸附的基本概念。第四节 离子交换1了解：离子交换的基本概念。第九章 多级分离操作（一）课程内容本章将讨论分级接触式设备的分离操作，介绍蒸馏、液液萃取、浸取和超临界萃取单元操作的基本概念、基本原理和相关的计算方法。（二）学习要求要求通过对本章的学习，掌握蒸馏和液液萃取

15、单元操作的基本原理和基本概念，掌握蒸馏和液液萃取单元操作的计算，熟练掌握两组分连续精馏塔的计算。（三）考核知识点和考核要求第一节 蒸馏1了解：蒸馏操作的特点和分类。2理解：两组分系统的汽液平衡；平衡蒸馏与简单蒸馏；两组分连续精馏原理。3掌握：相对挥发度。4熟练掌握：两组分连续精馏塔的计算。第二节 板式塔1了解：板式塔的结构与分类。2理解：板效率；板式塔的流体力学性能和操作特性。第三节 液液萃取1了解：液液萃取的特点；液液萃取设备。2理解：液液萃取相平衡过程与三元相图。3掌握：液液萃取过程的计算。第十章 膜分离过程（一）课程内容本章介绍了几种已在工业上应用的膜分离操作，讨论了膜分离过程的特点、膜

16、分离设备和膜分离操作的基本原理和基本概念。（二）学习要求要求通过对本章的学习，了解各种膜分离过程的特点和分离设备，掌握膜分离操作的基本原理和基本概念。（三）考核知识点和考核要求第一节 膜分离过程概论1了解：膜分离过程的特点；膜的结构、材料和特性；膜分离设备2理解：几种重要的膜分离过程的分类。第二节 超滤与微滤1了解：微滤和超滤的过程特征；微滤和超滤的操作方式。2理解：微滤和超滤过程中的浓差极化；过滤曲线；压差通量曲线。第三节 反渗透1了解：反渗透原理。第四节 电渗析1了解：电渗析原理。第五节 渗透汽化1了解：渗透汽化原理。第十一章 干燥与空气调节（一）课程内容本章主要介绍干燥单元操作，在食品工

17、业中应用最多的是对流干燥，本章主要讨论以热空气为介质去除水分的对流干燥的基本概念、基本原理和干燥过程的计算。空气调节在本章也作了介绍。（二）学习要求要求通过对本章的学习，重点掌握干燥单元操作的基本原理和基本概念，掌握干燥过程的计算。（三）考核知识点和考核要求1了解：去湿的方法；干燥的分类。第一节 湿空气的性质1理解：湿空气的基本状态变化过程。2掌握：湿空气的状态参数；湿空气性质图。第二节 干燥过程的衡算1了解：非等焓干燥过程；废气循环干燥过程。2理解：等焓干燥过程；3掌握：湿物料中含水量的表示法；干燥系统的物料衡算； 第三节 干燥动力学1理解：物料中的水分；干燥机理；干燥速率。2掌握：干燥时间

18、计算。第四节 干燥设备1了解：干燥器的分类；对流干燥器；传导干燥器和辐射干燥器；干燥器的选择第五节 喷雾干燥1了解：喷雾干燥的特点；喷雾干燥原理。三、有关说明和实施要求（一）关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明在大纲的考核要求中，提出了“了解”、“理解”、“掌握”、“熟练掌握”等四个能力层次的要求，它们的含义是：1、了解：要求应考者能够记忆规定的有关知识点的主要内容，并能够归纳成内容要点，根据考核的不同要求，作出正确的选择、填空、判断和简答。2理解：要求应考者能够记忆规定的有关知识点的主要内容，并能够归纳和理解规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能根据考

19、核的不同要求，作出正确的选择、填空、判断和简答。3、掌握：要求应考者掌握有关的知识点，正确理解和记忆相关内容的原理、方法步骤等，并能根据考核的不同要求，作出正确的选择、填空和简答。4、熟练掌握：要求应考者必须掌握的课程中的核心内容和重要知识点，并能根据考核的不同要求，作出正确的选择、填空和简答，并能进行熟练的计算。（二）自学教材本课程使用教材为：食品工程原理，冯骉主编，中国轻工业出版社，2009年。（三）自学方法的指导本课程作为一门专业基础课程，综合性强、内容多、难度大，应考者在自学过程中应该注意以下几点：1、学习前，应仔细阅读课程大纲的第一部分，了解课程的性质、地位和任务，熟悉课程的基本要求

20、以及本课程与有关课程的联系，使以后的学习紧紧围绕课程的基本要求。2、在阅读某一章教材内容前，应先认真阅读大纲中该章的考核知识点、自学要求和考核要求，注意对各知识点的能力层次要求，以便在阅读教材时做到心中有数。3、阅读教材时，应根据大纲要求，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每个知识点。对基本概念必须深刻理解，基本原理必须牢固掌握，在阅读中遇到个别细节问题不清楚，在不影响继续学习的前提下，可暂时搁置，以后再回过来进行理解。4、学完教材的每一章节内容后，应认真完成教材中的习题，这一过程可有效地帮助自学者理解、消化和巩固所学的知识，增加分析问题、解决问题的能力。（四）对社会助学的要求1、应熟知考试

21、大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点。2、应掌握各知识点要求达到的层次，并深刻理解各知识点的考核要求。3、对应考者进行辅导时，应以指定的教材为基础，以考试大纲为依据，不要随意增删内容，以免与考试大纲脱节。4、辅导时应对应考者进行学习方法的指导，提倡应考者“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动提出问题，依靠自己学懂”的学习方法。5、辅导时要注意基础、突出重点，要帮助应考者对课程内容建立一个整体的概念，对应考者提出的问题，应以启发引导为主。6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导应考者逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题、分析问题、作出判断和解决问题。7、要使应考者了解试题难

22、易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。（五）关于命题和考试的若干规定1、本大纲各章所提到的考核要求中，各条细目都是考试的内容，试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。2、试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解”10%，“理解”30%，“掌握”30%，“熟练掌握”为30%。3、试题难易程度可分为四档：易、较易、较难、难，这四档在各份试卷中所占的比例约为2：3：3：2。4、本课程考试试卷可能采用的题型有：单项选择题、多项选择题、填空题、判断改错题、简答题及计算题等类型（见附录题型示例）。5、考试方式为闭卷笔试，考试时间为150分钟

23、。评分采用百分制，60分为及格。附录 题型举例一. 单项选择题如：叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（ ）。A . 1/2 B. 1/4 C. 1/3 D. 1 二. 多项选择题 如：为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（ ）。A. 颜色较深； B. 表面光滑； C.颜色较浅 D.表面粗糙 E.与表面粗糙度无关三. 填空题如：干燥操作中，干燥介质(不饱和湿空气)经预热器后，温度增大，湿度_。四. 判断改错题如：气体在液体中的溶解度随温度的升高而增大，因此在不少吸收操作中，在进入吸收器的液体管路上装设换热器，以维持较高的温度。五. 简答题如：简述精馏操作中满足恒摩尔流假定的

24、条件。六. 计算题如：某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔，流速为1.5m/s，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，精馏塔压强为9.81104Pa(表)，流体经换热器的压强损失为29.4kPa，排出管路和吸入管路均为f114mm4mm的钢管，管长为120m(包括除换热器以外的所有局部阻力（包括进出口）的当量长度) ，摩擦系数l0.03，输送液体的密度为960kg/m3。 (1)现有三个型号的离心泵，性能如下表（表中NPSH为允许汽蚀余量），试通过计算，选择一台较合适的离心泵； (2) 若泵吸入管路阻力损失为1 m液柱 ，输送液体的饱和蒸汽压为2.3346 kPa，大气压强为101.3 kPa，泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？型号 qv H h NPSH (m3/h ) (m ) () (m) 22 16 66 6.0 50 37.5 47 6.4 90 91 68 6.2专心-专注-专业