《食品工程原理》课程授课教案（A，大纲）

第1章流体力学基础第一次课(100min)讲授内容：1基础知识与概念1.1物理量的单位1.2量纲分析1.3 流体的压缩性和膨胀性1.3.1 体积压缩系数1.3.2体积膨胀系数1.3.4流体压强的表示方法第二次课(100min)讲授内容：流体的粘性与粘度2.1牛顿内摩擦（粘性）定律2.2牛顿流体与理想流体3流体流动能量平衡3.1稳定流动体系的能量平衡3.2稳定流动体系能量方程与柏努利方程第三次课(100min)讲授内容：4 管中流动4.1管中稳定流动连续性方4.2雷诺实验与雷诺数4.3水力直径(当量直径)4.4圆管中的层流4.4.1速度分布与流量4.4.2平均流速和最大流速4.4.3沿程损失4.5圆管中的流4.6管路中的沿程阻力4.7管路中的局部阻力L第四次课(100min)讲授内容：5管路计算与流量测量5.1管路计算5.1.1简单管路计算5.1.2复杂管路计算5.2流量测量5.2.1测速管5.2.2孔板流量计5.2.3文丘里流量计5.2.4转子流量计第五次课(100min)讲授内容：6液体输送设备

第1章 流体力学基础 第一次课(100min)讲授内容： 1 基础知识与概念 1.1 物理量的单位 1.2 量纲分析 1.3 流体的压缩性和膨胀性 1.3.1 体积压缩系数 1.3.2 体积膨胀系数 1.3.4 流体压强的表示方法 第二次课(100min)讲授内容： 2 流体的粘性与粘度 2.1 牛顿内摩擦（粘性）定律 2.2 牛顿流体与理想流体 3 流体流动能量平衡 3.1 稳定流动体系的能量平衡 3.2 稳定流动体系能量方程与柏努利方程 第三次课(100min)讲授内容： 4 管中流动 4.1 管中稳定流动连续性方 4.2 雷诺实验与雷诺数 4.3 水力直径(当量直径) 4.4 圆管中的层流 4.4.1 速度分布与流量 4.4.2 平均流速和最大流速 4.4.3 沿程损失 4.5 圆管中的湍流 4.6 管路中的沿程阻力 4.7 管路中的局部阻力 Lf ， 第四次课(100min)讲授内容： 5 管路计算与流量测量 5.1 管路计算 5.1.1 简单管路计算 5.1.2 复杂管路计算 5.2 流量测量 5.2.1 测速管 5.2.2 孔板流量计 5.2.3 文丘里流量计 5.2.4 转子流量计 第五次课(100min)讲授内容： 6 液体输送设备

6.1泵的类型6.2叶片泵的主要性能和特性6.2.1离心泵的主要性能参数6.2.2正位移泵的主要性能参数6.2.3泵的特性曲线6.2.4离心泵的性能参数的改变与换算6.3泵的安装高度第六次课(100min)讲授内容：6.4管路特性6.5泵的工作点与流量调节7气体输送原理7.1离心式通风机和鼓风机7.1.1离心通风机7.1.2鼓风机第2章传热第一次课(100min)讲授内容:1 传热的基本概念1.1传热的基本方式1.2温度场与温度梯度1.2.1温度场1.2.2温度梯度1.3传热速率与热通量1.4载热体1.5换热器第二次课(100min)讲授内容：2热传导2.1傅立叶导热定律与热导率2.2通过单层壁的稳定热传导2.2.1单层平壁的稳定热传导2.2.2单层圆筒壁的热传导2.3通过多层壁的稳定热传导2.3.1多层平壁的稳定热传导第三次课(100min)讲授内容;3对流传热3.1 牛顿冷却定律与对流传热系数3.2对流传热系数关联式的建立方法3.2.1对流传热系数的获取途径3.2.2对流传热过程的因次分析

6.1 泵的类型 6.2 叶片泵的主要性能和特性 6.2.1 离心泵的主要性能参数 6.2.2 正位移泵的主要性能参数 6.2.3 泵的特性曲线 6.2.4 离心泵的性能参数的改变与换算 6.3 泵的安装高度 第六次课(100min)讲授内容： 6.4 管路特性 6.5 泵的工作点与流量调节 7 气体输送原理 7.1 离心式通风机和鼓风机 7.1.1 离心通风机 7.1.2 鼓风机 第 2 章 传 热 第一次课(100min)讲授内容： 1 传热的基本概念 1.1 传热的基本方式 1.2 温度场与温度梯度 1.2.1 温度场 1.2.2 温度梯度 1.3 传热速率与热通量 1.4 载热体 1.5 换热器 第二次课(100min)讲授内容： 2 热传导 2.1 傅立叶导热定律与热导率 2.2 通过单层壁的稳定热传导 2.2.1 单层平壁的稳定热传导 2.2.2 单层圆筒壁的热传导 2.3 通过多层壁的稳定热传导 2.3.1 多层平壁的稳定热传导 第三次课(100min)讲授内容： 3 对流传热 3.1 牛顿冷却定律与对流传热系数 3.2 对流传热系数关联式的建立方法 3.2.1 对流传热系数的获取途径 3.2.2 对流传热过程的因次分析

3.3流体对流传热系数关联式3.7大空间自然对流传热3.8蒸汽冷凝放热3.8.1冷凝传热过程分析3.8.2膜状冷凝传热系数的关联式3.8.3影响冷凝传热的因素及强化3.9沸腾传热3.9.1液体沸腾的分类3.9.2液体沸腾曲线第四次课(100min)讲授内容：4辐射传热4.1基本概念4.2物体的辐射能力4.3两固体表面间的辐射传热对流与辐射的综合传热4.4第五次课(100min)讲授内容：5稳定传热过程计算5.1热量衡算5.2总传热速率方程5.3总传热系数5.3.1总传热系数的计算5.3.2污垢热阻5.4传热的平均温度差△Tm5.4.1恒温传热时的平均温度差5.4.2变温传热时的平均温度差传热面积的计算5.5第六次课(100min)讲授内容：6不稳定传热6.1流体的间歌式换热导热微分方程5.26.3集总参数分析法6.4不稳定导热的图解法6.4.1一维不稳定导热6.4.2多维不稳定导热第七次课(100min)讲授内容：换热器7.1间壁式换热器的类型7.1.1管式换热器

3.3 流体对流传热系数关联式 3.7 大空间自然对流传热 3.8 蒸汽冷凝放热 3.8.1 冷凝传热过程分析 3.8.2 膜状冷凝传热系数的关联式 3.8.3 影响冷凝传热的因素及强化 3.9 沸腾传热 3.9.1 液体沸腾的分类 3.9.2 液体沸腾曲线 第四次课(100min)讲授内容： 4 辐射传热 4.1 基本概念 4.2 物体的辐射能力 4.3 两固体表面间的辐射传热 4.4 对流与辐射的综合传热 第五次课(100min)讲授内容： 5 稳定传热过程计算 5.1 热量衡算 5.2 总传热速率方程 5.3 总传热系数 5.3.1 总传热系数的计算 5.3.2 污垢热阻 5.4 传热的平均温度差ΔTm 5.4.1 恒温传热时的平均温度差 5.4.2 变温传热时的平均温度差 5.5 传热面积的计算 第六次课(100min)讲授内容： 6 不稳定传热 6.1 流体的间歇式换热 6.2 导热微分方程 6.3 集总参数分析法 6.4 不稳定导热的图解法 6.4.1 一维不稳定导热 6.4.2 多维不稳定导热 第七次课(100min)讲授内容： 7 换热器 7.1 间壁式换热器的类型 7.1.1 管式换热器

第 4 章 颗粒与流体之间的相对流动第一次课(100min)讲授内容:1流体绕过颗粒及颗粒床层的流动1.1颗粒床层的特性1.1.1单个颗粒的特性1.1.2颗粒群的特性1.1.3床层特性1.2流体绕球形颗粒的流动1.3流体通过颗粒床层的流动第二次课(100min)讲授内容：2 颗粒在流体中的运动2.1球形颗粒的沉降2.1.1重力沉降2.1.2实际沉降速度ut第三次课(100min)讲授内容：3固体流态化与气力输送3.1固体流态化3.1.1固体流态化的基本概念3.1.2流化床的流体力学3.1.3流化床中的传热3.1.4 流化床中的结构形式第四次课(100min)讲授内容：3.2气力输送3.2.1概述3.2.2气力输送的原理4 非均相混合物的分高4.1 沉降4.1.1重力沉降的应用与设备4.1.2离心沉降第五次课(100min)讲授内容：4.2过滤4.2.1过滤操作的基本概念4.2.2过滤设备4.2.3过滤基本方程4.2.4 间过滤操作的计算4.2.5连续式过滤计算

第 4 章 颗粒与流体之间的相对流动 第一次课(100min)讲授内容： 1 流体绕过颗粒及颗粒床层的流动 1.1 颗粒床层的特性 1.1.1 单个颗粒的特性 1.1.2 颗粒群的特性 1.1.3 床层特性 1.2 流体绕球形颗粒的流动 1.3 流体通过颗粒床层的流动 第二次课(100min)讲授内容： 2 颗粒在流体中的运动 2.1 球形颗粒的沉降 2.1.1 重力沉降 2.1.2 实际沉降速度 ut ， 第三次课(100min)讲授内容： 3 固体流态化与气力输送 3.1 固体流态化 3.1.1 固体流态化的基本概念 3.1.2 流化床的流体力学 3.1.3 流化床中的传热 3.1.4 流化床中的结构形式 第四次课(100min)讲授内容： 3.2 气力输送 3.2.1 概述 3.2.2 气力输送的原理 4 非均相混合物的分离 4.1 沉降 4.1.1 重力沉降的应用与设备 4.1.2 离心沉降 第五次课(100min)讲授内容： 4.2 过滤 4.2.1 过滤操作的基本概念 4.2.2 过滤设备 4.2.3 过滤基本方程 4.2.4 间歇过滤操作的计算 4.2.5 连续式过滤计算

第7章 吸收与蒸馏第一次课(100min)讲授内容:1传质学基础1.1混合物组成的表示方法1.2扩散现象与分子扩散速率计算1.2.1分子扩散与Fick定律1.2.2稳定分子扩散速率1.2.3扩散系数1.3对流传质与相间传质1.3.1对流传质1.3.2相间传质的双膜理论1.4传质设备简介第二次课(100min)讲授内容：2吸收与解吸2.1概述2.2汽液相平衡2.2.1气体在液体中的溶解度2.2汽液相平衡2.2.1气体在液体中的溶解度2.2.2亨利定律2.3总传质速率方程第三次课(100min)讲授内容：3吸收塔的计算3.1物料衡算与操作线方程3.2吸收剂的用量与最小液气比3.3塔径的确定3.4填料层高度的计算3.4.1填料层高度的基本计算式3.4.2传质单元数的计算方法第四次课(100min)讲授内容：4蒸馏4.1双组分溶液的汽液相平衡4.1.1相律和拉乌尔定律4.1.2两组分理想溶液的汽液平衡4.1.3相对挥发度与汽液平衡方程4.2蒸馏与精馏原理4.2.1平衡蒸馏馅4.2.2简单蒸馏4.2.3精馏原理

第7章 吸收与蒸馏 第一次课(100min)讲授内容： 1 传质学基础 1.1 混合物组成的表示方法 1.2 扩散现象与分子扩散速率计算 1.2.1 分子扩散与 Fick 定律 1.2.2 稳定分子扩散速率 1.2.3 扩散系数 1.3 对流传质与相间传质 1.3.1 对流传质 1.3.2 相间传质的双膜理论 1.4 传质设备简介 第二次课(100min)讲授内容： 2 吸收与解吸 2.1 概述 2.2 汽液相平衡 2.2.1 气体在液体中的溶解度 2.2 汽液相平衡 2.2.1 气体在液体中的溶解度 2.2.2 亨利定律 2.3 总传质速率方程 第三次课(100min)讲授内容： 3 吸收塔的计算 3.1 物料衡算与操作线方程 3.2 吸收剂的用量与最小液气比 3.3 塔径的确定 3.4 填料层高度的计算 3.4.1 填料层高度的基本计算式 3.4.2 传质单元数的计算方法 第四次课(100min)讲授内容： 4 蒸馏 4.1 双组分溶液的汽液相平衡 4.1.1 相律和拉乌尔定律 4.1.2 两组分理想溶液的汽液平衡 4.1.3 相对挥发度与汽液平衡方程 4.2 蒸馏与精馏原理 4.2.1 平衡蒸馏 4.2.2 简单蒸馏 4.2.3 精馏原理

第五次课(100min)讲授内容：5双组分连续精馏塔的计算5.1”理论板的概念及恒摩尔流假定5.1.1理论板5.2物料衡算与热量衡算5.2.1全塔物料衡算5.2.2进料板及进料热状态参数5.3操作线方程5.3.1精馏段操作线方程5.3.2提馏段操作线方程5.3.3q线方程与操作方程的图示理论板的确定与实际板的讨论5.45.4.1理论板的确定第六次课(100min)讲授内容：5.4.2板效率与实际板数回流比的影响与选择5.55.5.1全回流与最少理论板数5.5.2最小回流比5.5.3适宜回流比5.6双组分精馏的操作计算67精馏装置的热量衡算5.7.1冷凝器的热负荷Qc5.8其他有关实例的讨论5.8.1直接水蒸汽加热5.8.2提馏塔5.8.3侧线出料和多股进料第8章液体吸附与离子交换第一次课(100min)讲授内容:1液体吸附1.1”吸附作用和吸附剂1.1.1吸附作用1.1.2吸附剂及其性能1.2吸附理论1.2.1吸附平衡1.2.2吸附速率1.3吸附操作1.3.1吸附操作步骤第二次课(100min)讲授内容;1.4吸附计算

第五次课(100min)讲授内容： 5 双组分连续精馏塔的计算 5.1 理论板的概念及恒摩尔流假定 5.1.1 理论板 5.2 物料衡算与热量衡算 5.2.1 全塔物料衡算 5.2.2 进料板及进料热状态参数 5.3 操作线方程 5.3.1 精馏段操作线方程 5.3.2 提馏段操作线方程 5.3.3 q 线方程与操作方程的图示 5.4 理论板的确定与实际板的讨论 5.4.1 理论板的确定 第六次课(100min)讲授内容： 5.4.2 板效率与实际板数 5.5 回流比的影响与选择 5.5.1 全回流与最少理论板数 5.5.2 最小回流比 5.5.3 适宜回流比 5.6 双组分精馏的操作计算 5.7 精馏装置的热量衡算 5.7.1 冷凝器的热负荷 QC 5.8 其他有关实例的讨论 5.8.1 直接水蒸汽加热 5.8.2 提馏塔 5.8.3 侧线出料和多股进料 第 8 章 液体吸附与离子交换 第一次课(100min)讲授内容： 1 液体吸附 1.1 吸附作用和吸附剂 1.1.1 吸附作用 1.1.2 吸附剂及其性能 1.2 吸附理论 1.2.1 吸附平衡 1.2.2 吸附速率 1.3 吸附操作 1.3.1 吸附操作步骤 第二次课(100min)讲授内容： 1.4 吸附计算

1.4.1分级接触式吸附1.4.2连续式吸附2离子交换2.1离子交换概念和离子交换树脂2.1.1基本概念2.1.2离子交换剂2.1.3离子交换树脂的性能2.2离子交换机理2.2.1离子交换平衡2.2.2离子交换机理2.3离子交换速率2.3.1外扩散速率2.3.2内扩散速率第三次课(100min)讲授内容：2.3.3总传质速率和总传质系数2.4离子交换操作及设备2.4.1离子交换操作2.4.2离子交换装置分类2.5离子交换操作计算2.5.1交换柱的直径和高度2.5.2树脂用量、正洗水用量和时间2.5.3树脂的工作交换容量和有效工作容量2.5.4交换柱工作时间和反洗水的用量2.5.5再生剂用量浸出和萃取第8章第一次课(100min)讲授内容：1 浸出1.1浸出理论1.1.1浸出体系组成的表示方法1.1.2浸出系统的平衡关系1.1.3溢流与底流平衡关系的表达1.1.4杠杆规则1.1.5单级浸出过程的表示1.2浸出速率第二次课(100min)讲授内容：1.3浸出操作的流程1.4浸出操作计算1.5浸出装置2萃取2.1液一液相平衡关系

1.4.1 分级接触式吸附 1.4.2 连续式吸附 2 离子交换 2.1 离子交换概念和离子交换树脂 2.1.1 基本概念 2.1.2 离子交换剂 2.1.3 离子交换树脂的性能 2.2 离子交换机理 2.2.1 离子交换平衡 2.2.2 离子交换机理 2.3 离子交换速率 2.3.1 外扩散速率 2.3.2 内扩散速率 第三次课(100min)讲授内容： 2.3.3 总传质速率和总传质系数 2.4 离子交换操作及设备 2.4.1 离子交换操作 2.4.2 离子交换装置分类 2.5 离子交换操作计算 2.5.1 交换柱的直径和高度 2.5.2 树脂用量、正洗水用量和时间 2.5.3 树脂的工作交换容量ω0 和有效工作容量ωe 2.5.4 交换柱工作时间和反洗水的用量 2.5.5 再生剂用量 第8章 浸出和萃取 第一次课(100min)讲授内容： 1 浸出 1.1 浸出理论 1.1.1 浸出体系组成的表示方法 1.1.2 浸出系统的平衡关系 1.1.3 溢流与底流平衡关系的表达 1.1.4 杠杆规则 1.1.5 单级浸出过程的表示 1.2 浸出速率 第二次课(100min)讲授内容： 1.3 浸出操作的流程 1.4 浸出操作计算 1.5 浸出装置 2 萃取 2.1 液—液相平衡关系

2.2萃取过程的计算2.2.1单级萃取的计算第三次课(100min)讲授内容：2.2.2多级错流萃取2.2.3多级逆流萃取2.3萃取操作的设备第 11 章 溶液浓缩第一次课(100min)）讲授内容：1蒸发操作与特点2单效蒸发2.1溶液的沸点和温度差损失2.2单效蒸发的计算2.2.1蒸发器的物料衡算2.2.2蒸发器的热量衡算2.2.3传热面积 So2.2.4管内沸腾传热系数a的关联式第二次课(100min)讲授内容：3多效蒸发3.1多效蒸发的原理3.2多效蒸发的流程3.3多效蒸发的计算3.3.1基本情况3.3.3多效蒸发的热量衡算3.3.4传热面积S3.3.5重新分配各效温差及重算传热面积第三次课(100min)讲授内容：4 多效蒸发效数的限制5蒸发设备5.1蒸发器结构5.1.1非膜式蒸发器5.1.2膜式蒸发器5.2蒸发器的选用5.3蒸发器的辅助装置6冷冻浓缩6.1冷冻浓缩操作原理6.2冷冻浓缩计算

2.2 萃取过程的计算 2.2.1 单级萃取的计算 第三次课(100min)讲授内容： 2.2.2 多级错流萃取 2.2.3 多级逆流萃取 2.3 萃取操作的设备 第 11 章 溶液浓缩 第一次课(100min)讲授内容： 1 蒸发操作与特点 2 单效蒸发 2．1 溶液的沸点和温度差损失 2.2 单效蒸发的计算 2.2.1 蒸发器的物料衡算 2．2．2 蒸发器的热量衡算 2.2.3 传热面积 S0 2.2.4 管内沸腾传热系数αi 的关联式 第二次课(100min)讲授内容： 3 多效蒸发 3.1 多效蒸发的原理 3.2 多效蒸发的流程 3.3 多效蒸发的计算 3.3.1 基本情况 3.3.3 多效蒸发的热量衡算 3.3.4 传热面积 S 3.3.5 重新分配各效温差及重算传热面积 第三次课(100min)讲授内容： 4 多效蒸发效数的限制 5 蒸发设备 5.1 蒸发器结构 5.1.1 非膜式蒸发器 5.1.2 膜式蒸发器 5.2 蒸发器的选用 5.3 蒸发器的辅助装置 6 冷冻浓缩 6.1 冷冻浓缩操作原理 6.2 冷冻浓缩计算

第12章食品干燥原理第一次课(100min)）讲授内容：1湿空气的热力学性质1.1湿含量（湿度）H1.2相对湿度Φ1.3湿空气的比热容Ch和湿比容uH1.4湿空气的热含量(恰)1.5干球温度t和湿球温度t5露点ta.6第二次课(100min)讲授内容：2湿空气的湿恰图及使用方法2.1湿空气的湿焰图(H-I图）2.2湿烩图的应用3湿空气的基本状态变化过程3.1间壁式加热和冷却以及冷（却）凝减湿过程3.2不同状态湿空气的混合过程3.3绝热冷却增湿过程第三次课(100min)讲授内容：4 湿物料的基本性质4.1湿物料的形态和物理性质4.2湿物料中水分存在形式和表示法4.3平衡水分53 湿物料常压热风干燥过程5.1热风干燥过程计算5.2干燥器的热效率5.3 热风干燥基本过程的变型第四次课(100min)讲授内容：6对流干燥理论6.1物料干燥机理6.2干燥速率和干燥特性曲线6.3干燥时间6.3.1恒速干燥时间t6.3.2降速干燥时间t2第五次课(100min)讲授内容：7干燥设备7.1千干燥器的分类7.2干燥器

第 12 章 食品干燥原理 第一次课(100min)讲授内容： 1 湿空气的热力学性质 1.1 湿含量（湿度）H 1.2 相对湿度  1.3 湿空气的比热容 CH 和湿比容υH 1.4 湿空气的热含量(焓)I 1.5 干球温度 t 和湿球温度 tm 1.6 露点 td 第二次课(100min)讲授内容： 2 湿空气的湿焓图及使用方法 2.1 湿空气的湿焓图（H－I 图） 2.2 湿焓图的应用 3 湿空气的基本状态变化过程 3.1 间壁式加热和冷却以及冷（却）凝减湿过程 3.2 不同状态湿空气的混合过程 3.3 绝热冷却增湿过程 第三次课(100min)讲授内容： 4 湿物料的基本性质 4.1 湿物料的形态和物理性质 4.2 湿物料中水分存在形式和表示法 4.3 平衡水分 5 湿物料常压热风干燥过程 5.1 热风干燥过程计算 5.2 干燥器的热效率 5.3 热风干燥基本过程的变型 第四次课(100min)讲授内容： 6 对流干燥理论 6.1 物料干燥机理 6.2 干燥速率和干燥特性曲线 6.3 干燥时间 6.3.1 恒速干燥时间 t1 6.3.2 降速干燥时间 t2 第五次课(100min)讲授内容： 7 干燥设备 7.1 干燥器的分类 7.2 干燥器