第一篇：工程原理

（三）課程任務

通過本課程設計使學生在以下幾個方面得到鍛煉：

1、掌握食品工程或設備設計的程序和方法；

2、查閱資料、選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；

3、獨立開展食品工程或設備設計、計算及選用能力；

4、用文字和圖表清晰、準確表達自己的設備思想的能力；

5、樹立既考慮技術上的先進性和可行性，又考慮經(jīng)濟上的合理性，并注意操作時的勞動條件和環(huán)境保護的設計思想，并在這一設計思想的指導下，分析和解決實際生產(chǎn)問題的能力

2、設計說明書必須規(guī)范。設計說明書的框架：

（1）封面（2）設計任務書（3）目錄（4）正文（5）參考文獻

3、設計內(nèi)容要完整、系統(tǒng)，且表達要科學、合理、規(guī)范，特別是工藝流程圖、裝配圖

等的表達必須符合國家有關工程和機械制圖標準的規(guī)定。

《食品工程原理》課程設計任務書5

一、設計題目

魔芋片流化干燥系統(tǒng)設計

二、設計任務

設計一套熱風循環(huán)利用的三段式魔芋片流化干燥裝置。

三、設計條件

每天（一班，8h）干燥鮮魔芋5噸，鮮魔芋含水量為86%，魔芋片含水量為14%；熱內(nèi)爐提供的熱風溫度為140℃；第一段設置溫度130℃，時間5min； 第二段設置溫度110℃，時間25min； 第三段設置溫度90℃，時間15min；熱損失為10%；魔芋濕片厚度為2mm，面積最大為15cm2，密度為1.35kg/m3。常壓干燥。

四、設計要求

1、設計出整個系統(tǒng)的工藝流程，并進行說明和論證；

2、通過工藝計算（物料衡算、能量衡量）進行設備選型或設計，并做出必要說明（設備的主要性能參數(shù)及要求）；

3、繪制方案流程圖、物料流程圖和帶控制點的工藝流程圖；

4、對設計進行自我評價和討論；

5、撰寫設計說明書（封面、目錄、概述、正文、參考文獻）。

第二篇：制藥工程原理

物料衡算：是以質(zhì)量守恒定律為基礎對物料平衡進行計算。

熱量衡算：是能量衡算的一種形式，熱量衡算的理論基礎是能量守恒定律。

過程速率：是指物理或化學變化過程在單位時間內(nèi)的變化率。

密度：單位體積的流體所具有的質(zhì)量。

壓力：流體垂直作用于單位面積上的力。

流量：流體在單位時間內(nèi)流過管道任意一截面的流體量稱為流量。

流速：單位時間內(nèi)流體在流動方向所流過的距離。

直管阻力：流體經(jīng)流直管時，由于流體的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力。

局部阻力：流體流經(jīng)管路中管件、閥門及管截面的突然擴大或縮小等引起的阻力。

Re≤2000時，流動類型屬于滯流，Re≥4000時，屬于湍流，Re在2000-4000為過渡流。

滯流時平均流速為管中心的最大流速的0.5，湍流時的平均流速約為管中心的最大流速的0.8.層流底層：邊界層內(nèi)近壁面出一層薄膜，無論邊界層的流型為層流或湍流，騎流動類型均為層流。

伯努利方程的物理意義：①理想流體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動時，在任一截面上總能量為一常

②能量在不同形式間可以相互轉(zhuǎn)化，當某一形式能量數(shù)值，因條件

而發(fā)生變化時，相應地引起其他能量數(shù)值變化。

泵：用于液體提供能量的運輸設備。

風機和壓縮機：用于氣體提供能量的運輸設備。

離心泵的工作原理：泵的主要部件有葉輪、泵殼、泵軸、排出口和吸入口。具有若干彎曲葉片的葉輪安裝在泵殼內(nèi),并緊固于泵軸上.泵殼中央的吸入口與吸入管路相連接,側(cè)旁的排出口與排出管路相連接.泵軸用電機或其他動力裝置帶動.啟動前,先將泵殼內(nèi)灌滿被輸送液體,啟動后,泵軸帶動葉輪一起旋轉(zhuǎn),充滿葉片之間的液體也隨著轉(zhuǎn)動,在離心力的作用下,從葉輪中心被拋向葉輪外圍,以很高流速(15-25m/s)流入泵殼,在殼內(nèi)減速,經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換,達到較高的壓力,從泵的排出口通過管路,輸送至所需的場所。

氣縛：由于空氣密度很小,所產(chǎn)生的離心力也很小,在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi),雖啟動離心泵,但不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱為氣縛。

氣蝕現(xiàn)象：離心泵運行時，泵內(nèi)從吸入口到排出口的壓力是變化的，等于或低于在該溫度下液體的飽和蒸汽壓力，就忽悠蒸汽從液體中大量逸出，形成許多蒸汽和氣體混合物小氣泡。這些小氣泡隨液體流到高壓區(qū)時，旗袍迅速破裂或凝結(jié)，體積鄒然縮小，周圍液體以高速沖向氣泡中心，撞擊葉輪，空氣中的氧氣對葉輪也有腐蝕作用，金屬表面逐漸因疲勞而破壞。這種現(xiàn)象叫做氣蝕現(xiàn)象。

離心泵的主要性能參數(shù)：流量、壓頭、效率、軸功能。

離心泵的特性曲線：①H-Q曲線，表示泵的壓頭與流量的關系。②N-Q曲線，表示泵的軸功率與流量的關系。③η-Q曲線，表示泵的效率與流量的關系。

離心泵的工作點：管路的特性曲線和泵的特性曲線的交點。

并聯(lián)適用于低阻管路，串連適用于高阻管路。

離心通風機的工作原理與離心泵完全相同。

離心通風機的主要性能參數(shù)有風量、風壓、軸功率與效率。

重力沉降的基本原理：一種使懸浮在流體中的固體顆粒下沉而與流體分離的過程。它是依靠地球引力場的作用，利用顆粒與流體的密度差異，使之發(fā)生相對運動而沉降，即重力沉降。重力沉降是從氣流中分離出塵粒的最簡單方法。只有顆粒較大，氣速較小時，重力沉降的作用才較明顯。

懸浮在介質(zhì)中的分散體系質(zhì)點要受到重力和浮力的作用，其所受的凈力為：

F＝V(ρ-ρ0)g式中V為單個質(zhì)點的體積；ρ和ρ0分別為質(zhì)點與介質(zhì)的密度;g為重力加速度。若ρ＞ρ0,則質(zhì)點下沉；反之則上浮。因此,只要質(zhì)點與介質(zhì)的密度不等,質(zhì)點在引力場作用下就要朝一個方向濃集，或沉于容器的底部或浮于介質(zhì)的上層。但另一方面,由于質(zhì)點的濃集,體系出現(xiàn)濃差，因而產(chǎn)生擴散作用。擴散與沉降是兩個相對抗的過程。沉降使質(zhì)點沿著沉降方向濃集；擴散則相反，使質(zhì)點在介質(zhì)中均勻分布。質(zhì)點小時,擴散起主要作用,因而分散體系在動力學上是穩(wěn)定的。質(zhì)點大時,沉降起主要作用,質(zhì)點在重力場中沉降，體系不穩(wěn)定，粗分散體系即屬于這種情況。在中間狀態(tài),沉降與擴散成平衡,質(zhì)點在介質(zhì)中濃度隨著高度不同有一平衡分布。

沉降：是依靠某種力的作用，利用流體與顆粒間的密度差，使質(zhì)檢發(fā)生相對運動而分離的過程。

重力沉降：由地球引力作用而發(fā)生的顆粒沉降。離心分離:利用慣性離心力來分離液態(tài)非均相混合物的機械，常用來從懸浮液分離固體顆粒和纖維狀物質(zhì)，也可用來從乳濁液中分離出重液和輕液。

離心機的主要類型：①三足式離心機②臥式刮刀卸料離心機③活塞推料離心機④管事高速離心機⑤碟片式離心機。

攪拌器的作用原理：攪拌器又電機或直接通過減速裝置傳動，講機械能施加于液體，促使液體作旋轉(zhuǎn)運動，其作用原理與泵的葉輪相同，即向液體提供能量。

攪拌器的強化措施：①提高攪拌器轉(zhuǎn)速②抑制抑制攪拌槽內(nèi)的“打旋”現(xiàn)象，在攪拌槽內(nèi)安裝擋板，破壞循環(huán)回路的對稱性③控制回流液體的速度和方向。

放大：在剛才上江中型試驗所取得的最佳操作條件及攪拌器的工藝參數(shù)，經(jīng)過適當?shù)挠嬎闾幚?，從而獲得為涉及工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模所需的攪拌裝置的操作條件和數(shù)據(jù)，這一過程稱為放大。工業(yè)上的傳熱過程：①直接接觸式傳熱②間壁式傳熱③蓄熱式傳熱。

熱流量:即單位時間內(nèi)熱流體通過整個換熱器的傳熱面?zhèn)鬟f給冷流體的熱量。

熱流密度：即單位傳熱面積的熱流量。

穩(wěn)定傳熱：傳熱系統(tǒng)中各點溫度僅隨位置變，而不隨時間變的傳熱過程。

熱傳導：起因與物體內(nèi)部分子微觀運動的一種傳熱方式。

熱傳導基本原理：固體內(nèi)部的熱傳導是由于相鄰的分子在碰撞時傳遞振動能的結(jié)果，氣體是由于連續(xù)而不規(guī)則的分子運動，熱傳導也可因物體內(nèi)部自由電子的轉(zhuǎn)移而發(fā)生。

對流傳熱：是指流體與固體壁面間的熱量傳遞過程，即由流體講熱量傳遞給壁面，或有壁面講熱量傳遞給流體的過程。

對流傳熱的原理：對流傳熱過程中的機理和熱流量許多因素相關，主要依靠流體的質(zhì)點移動和混合來進行熱量傳遞。

牛頓冷卻定律：即單位時間內(nèi)以對流方式傳遞的熱量與傳熱面積和溫度差正比。

影響對流傳熱的因素：①流體的種類②流體的相態(tài)③流體的性質(zhì)④流體的流動狀態(tài)⑤流體的對流狀況⑥傳熱面的形狀、大小和位置。

輻射：物體以電磁波方式傳遞能量的過程。

熱輻射：由于熱的原因以電磁波的形式向外發(fā)射并進行傳播能量的過程。

換熱器選型原則：①滿足生產(chǎn)工藝要求，不論是設計或選型都要必須符合工藝要求。②換熱效率要高，以保證有較大的傳熱系數(shù)。③結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠。④安裝、檢修、清洗方便。⑤經(jīng)濟性。

單效蒸發(fā)：是蒸發(fā)時二次蒸汽移除后不再利用，只是單臺設備的蒸發(fā)。對于單效蒸發(fā)，在給定生產(chǎn)任務和確定了操作條件后，通常需要計算水分蒸發(fā)量、加熱蒸汽消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。

多效蒸發(fā)：將一個蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽引入下一蒸發(fā)器，利用其凝結(jié)放出的熱加熱蒸發(fā)器中的水，兩個或多于兩個串聯(lián)以充分利用熱能的蒸發(fā)系統(tǒng)。

蒸發(fā)的原理：蒸發(fā)過程是濃縮溶液的過程，通過蒸發(fā)使溶劑與溶質(zhì)分離開來，因此，蒸發(fā)也是揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離的單元操作。

蒸發(fā)器的輔助設備主要由除沫器和冷凝器。

真空蒸發(fā)：使溶液在減壓下蒸發(fā)的過程。

多效蒸發(fā)的流程：第一效加入加熱蒸汽，從第一效產(chǎn)生的二次蒸汽作為第二效的加熱蒸汽，而第二效的加熱時卻相當于第一效的冷凝器，從第二效產(chǎn)生的二次蒸汽又作為第三效的加熱蒸汽，如此串連多個蒸發(fā)器，就組成了多效蒸發(fā)。最后一效的二次蒸汽進入冷凝器，用睡冷卻冷凝成水而移除。

蒸發(fā)過程的節(jié)能措施：①多效蒸發(fā)②回收冷凝水的熱量③額外蒸汽④熱泵蒸發(fā)。揮發(fā)度 ：表示某種純粹物質(zhì)(液體或固體)在一定溫度下蒸氣壓的大小。

相對揮發(fā)度：習慣上將溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度對難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比。蒸餾原理：利用液體混合物部分氣化時，其中各種組分揮發(fā)度差異，使其加以分離的單元操作。

簡單蒸餾為間歇操作過程。平衡蒸餾是連續(xù)蒸餾過程。

精餾原理：精餾的實質(zhì)就是利用多次部分氣化和多次部分冷凝，以分離液體混合物的操作過程。

恒摩爾流的滿足條件：①各組分的摩爾氣化熱相等②氣液接觸時因溫度不同而交換的顯熱可以忽略。③保溫良好，塔的熱損失可以忽略不計。

適宜回流比的選擇：全程回流和最小回流比都不能再生產(chǎn)商采用，僅是最大值和最小值。實際采用的回流比應介于兩者之間。適宜回流比應通過經(jīng)濟衡算來決定，即操作費用和設備費用之和為最低時的回流比。

理論版：是指離開該塔板的氣液兩相達到平衡狀態(tài)的塔板。

塔板的結(jié)構(gòu)：塔板，氣體通道—塞孔、溢流堰和降液管等。

填料塔的結(jié)構(gòu)：為一圓形筒體，桶內(nèi)分層安防一定高度的填料層。

濕基含水量：以濕物料為計算基準，即濕物料中水分的質(zhì)量分數(shù)。

干基含水量：以絕干物料為計算基準，即濕物料中水分的質(zhì)量與絕干物料的質(zhì)量之比。

無聊中所含水分：結(jié)合水，非結(jié)合水，平衡水分，自由水分。

干燥器分類：廂式干燥器、帶式干燥器、真空耙式干燥器、轉(zhuǎn)筒式干燥器、噴霧干燥器、沸騰干燥器、氣流干燥器、冷凍干燥器、紅外干燥器、微波干燥器。

粉碎：是記住機械力將大塊固體藥物制成適宜程度的碎塊或細粉的操作過程。

粉碎度：又稱粉碎比，是藥物在粉碎前的粒徑與粉碎后的粒徑之比，它是檢查粉碎操作效果的一個重要指標。

粉碎機理：藥物被粉碎時，收到外加的作用力，其內(nèi)部相應產(chǎn)生應力，當內(nèi)應力超過藥物本身的分子間力時即可引起藥物的破碎，使藥物的表面積增大，從而使機械能轉(zhuǎn)化為表面能。

粉碎方法：①循環(huán)粉碎和開路粉碎。適用于粗碎或為進一步細碎做準備的粉碎。②干法粉碎和濕法粉碎。適用有刺激性、毒性。③單獨粉碎和混合粉碎。④低溫粉碎。多用于熔點低，常溫下有熱可塑性保留揮發(fā)性有效成分的藥物。

提取原理：浸潤階段，溶解階段，擴散階段，置換階段。

固液提取工藝流程：單管單級浸漬提取，索氏提取，溫浸法。熱回流法，單級循環(huán)提取，單罐錯流提取，加壓提取，半連逆流續(xù)提取，連續(xù)逆流提取，連續(xù)混流提取。

板式塔和填料塔的比較

(1)填料塔操作范圍小,當液體負荷過大時,容易產(chǎn)生液泛;當液體負荷較小時,填料表面不能很好地潤濕.設計良好的板式塔,則具有較大操作范圍.(2)填料塔不易處理易聚合或含有固體懸浮物的物料,由于填料易被堵塞,切不易清洗,宜采用板式塔.(3)氣液傳質(zhì)過程中,需要移去反應熱和溶解熱,因板式塔易于在塔板上安裝冷卻盤管,易用板式塔.同樣,當有側(cè)線出料時,填料塔不如板式塔方便.(4)處理量小,或所需的塔徑不大時,應選用結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉的填料塔.(5)對熱敏性物系,宜采用填料塔.因填料塔內(nèi)的滯液量較板式塔少,物料在塔內(nèi)的停留時間短.(6)對易起泡物系,填料塔更適合,因填料對泡沫有限制和破碎作用

(7)對腐蝕性物系,因填料便于耐腐蝕材料制作,故多采用填料塔

(8)填料塔壓力降較板式塔小,因而對真空操作更適宜。

恒沸精餾流程圖：在恒沸精餾塔I中部加入接近恒沸組成的乙醇-水溶液,塔頂加入苯.精餾時,沸點最低的三組分恒沸物由塔頂蒸出,經(jīng)冷凝并冷卻至較低的溫度后在分層器分成為:上層苯相,下層水相.其中苯相回流入I塔作回流,苯作為挾帶劑循環(huán)使用.I塔釜殘液為高純度乙醇.分層器中的水相進入塔II以回收其中的苯.II塔塔頂所得的恒沸物并入分層器中,塔II釜殘液為稀乙醇,可用普通精餾塔III回收其中的乙醇.III塔釜殘液幾乎是純水,在操作中苯是循環(huán)使用的,但因有損耗,故隔一段時間后需補充一定量的苯。

萃取精餾流程:原液加入萃取精餾塔的中部,添加劑酚在靠近塔頂處加入,以使塔內(nèi)各板的液相中均保持一定比例的酚,沸點最低異辛烷由塔頂蒸出,在酚加入口以上設置少數(shù)的塔板以捕獲少量被氣化的酚,避免從塔頂逸出,塔頂這些少數(shù)塔板為酚的吸收.因萃取劑的揮發(fā)性一般很小,吸收段僅一,二塊板即可。

萃取精餾與恒沸精餾的比較

(1)恒沸精餾添加劑必須與被分離組分形成恒沸物,而萃取精餾無此限制,故萃取精餾添加劑選擇范圍廣泛

(2)恒沸精餾添加劑被氣化由塔頂蒸出,此項氣化熱消耗較大,尤其是當餾出液比例較大時,其經(jīng)濟性不及萃取精餾

(3)由于萃取劑不斷由塔頂加入,故萃取經(jīng)理不宜用于間歇操作,而恒沸精餾從大規(guī)模連續(xù)性生產(chǎn)至小型間歇精餾均能方便地操作。

第三篇：工程結(jié)構(gòu)設計原理

荷載設計值和標準值有什么關系？

答案：荷載的設計值等于荷載的標準值乘荷載分項系數(shù)。這在荷載規(guī)范中已有明確規(guī)定，永久荷載的分項系數(shù)為1.2或1.35；可變荷載為1.4或1.3。所以設計值會比標準值要大

材料強度設計值與材料強度標準值有什么關系？

材料強度的設計值等于材料強度的標準值乘材料強度的分項系數(shù)。在現(xiàn)行各結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中雖沒有給出材料強度的分項系數(shù)，而是直接給出了材料強度的設計值，但你如果仔細研究是不難發(fā)現(xiàn)標準值和設計值之間的系數(shù)關系的。材料強度的分項系數(shù)一般都小于1。各種分項系數(shù)在某種意義上可以理解為是一種安全系數(shù)。材料分項系數(shù)：是一個大于1.0的系數(shù)，考慮材料強度低于標準值的可能性。

例如，鋼筋在受到外力作用下會產(chǎn)生變形，變形過程分為彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段。在屈服階段之前，如果卸去外力，還可以恢復到以前狀態(tài)（物理變化），標準值說的就是下屈服值（例：HRB335鋼筋屈服點為335Mpa?？估瓘姸葹樽畲罅姸龋礊?55Mpa.）一般設計時都采用屈服強度為設計值，所以設計值遠遠小于抗拉強度，就是考慮到鋼筋在收到外力作用下的變形，（即：在達到屈服強度還可以回復原來狀態(tài)）。

1、作用及作用效應

(1)作 用：引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的一切原因。

?直接作用：直接以力的不同集結(jié)形式作用于結(jié)構(gòu)，也稱為荷載；

?間接作用：不是直接以力出現(xiàn)，但是對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力。

(2)作用效應：作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的內(nèi)力和變形等。

?由直接作用(荷載)引起的效應稱為荷載效應。

2、S — 作用效應 Action Effect ：結(jié)構(gòu)上的作用是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形和裂縫的原因的總稱，分為直接作用和間接作用，作用效應即為作用引起的構(gòu)件內(nèi)力。R — 結(jié)構(gòu)抗力 Resistant：結(jié)構(gòu)抵抗作用效應的能力，如受彎承載力Mu、受剪承載力Vu、容許撓度[f]、容許裂縫寬度[w]。

S < R可靠S = R極限狀態(tài)S > R失效

2、作用的分類

(1)按照隨時間的變異性分類

?永久作用：不隨時間變化，或變化幅度可以忽略；

?可變作用：隨時間變化，且變化幅度不可以忽略；

?偶然作用：可能，但不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)效應很大。

(2)按照隨位置的變異性分類

?固定作用：在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定的分布；

?可動作用：在結(jié)構(gòu)空間位置一定范圍內(nèi)可以任意分布。

(3)按照結(jié)構(gòu)的反應分類：

?靜態(tài)作用：對結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生動力效應，或小的可以忽略；

?動態(tài)作用：對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力效應，且不可以忽略。荷載的代表值

(1)實質(zhì)：以確定值（代表值）表達不確定的隨機變量，便于設計時，定量描述和運算。

(2)取值原則：根據(jù)荷載概率分布特征, 控制保證率。

代表值取值

?永久荷載的代表值

?標準值Gk：取設計基準期內(nèi)最大荷載概率分布的平均值，保證率50%；

?可變荷載的代表值

?標準值Qk：基本代表值，保證率尚未統(tǒng)一，依據(jù)工程經(jīng)驗，可查荷載規(guī)范；

?準永久值Ψq Qk ：對可變荷載穩(wěn)定性的描述，在使用期內(nèi)具有較長的持續(xù)時間，類似于永久荷載，等于標準值乘準永久值系數(shù)；?組合值Ψc Qk ：兩種或（以上）可變荷載作用時，都以標準值出現(xiàn)的概率小，因此對標準值乘以組合系數(shù)進行折減。

2、材料強度的標準值

(1)實質(zhì)：以確定值（標準值）表達不確定值，便于應用。

(2)標準值取值：根據(jù)材料強度概率分布的0.05分位值，即95%保證率的要求確定。

3、抗力的概率分布模式

抗力由多個隨機變量相乘而得，函數(shù)近似服從對數(shù)正態(tài)分布

結(jié)構(gòu)的功能

（1）安全性：要求結(jié)構(gòu)承擔正常施工和正常使用條件下，可能出現(xiàn)的各種作用，而不產(chǎn)生破壞。并且在偶然事件發(fā)生時以及發(fā)生后，能保持必需的整體穩(wěn)定性，不至于因局部損壞而產(chǎn)生連續(xù)破壞。

（2）適用性：要求結(jié)構(gòu)在正常使用時滿足正常的要求，具有良好的工作性能。

（3）耐久性：要求結(jié)構(gòu)在正常使用和維護下，在規(guī)定的使用期內(nèi)，能夠滿足安全和使用功能要求。如材料的老化、腐蝕等不能超過規(guī)定的限制等。

2、極限狀態(tài)

(1)定義：極限狀態(tài)是判別結(jié)構(gòu)是否能夠滿足其功能要求的標準，指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)一部分處于失效邊緣的狀態(tài)。

(2)分類：

?承載能力極限狀態(tài)：是判別結(jié)構(gòu)是否滿足安全性要求的標準，指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)，構(gòu)件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)加載的變形。

?正常使用極限狀態(tài)：是判別結(jié)構(gòu)是否滿足正常使用和耐久性要求的標準，指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某些規(guī)定限值。

1、功能函數(shù)與極限狀態(tài)方程

(1)功能函數(shù) Z=R-S=g(X1,X2,X3….Xn)

(2)結(jié)果分析

?Z=R-S>0：處于可靠狀態(tài)；

?Z=R-S<0：處于不可靠狀態(tài)，即失效；

?Z=R-S=0：處于極限狀態(tài)，此方程稱極限狀態(tài)方程

2、結(jié)構(gòu)的可靠性

(1)關于結(jié)構(gòu)設計

?本質(zhì)：對比、控制R和S，即保證R-S>0

?問題：R和S為隨機變量，功能函數(shù)值Z是隨機變量，絕對保證R大于S不可能！?解決方法：控制可靠度，絕大多數(shù)情況下：R>S允許極少數(shù)情況下：R

(2)結(jié)構(gòu)可靠度和失效概率

?可靠度(可靠概率)：是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率，以?失效概率：結(jié)構(gòu)不能完成預定功能的概率，以Pf表示。

對于結(jié)構(gòu)設計而言，如何設計的安全呢？

荷載取值越大，內(nèi)力值就越大，設計的構(gòu)件截面尺寸也愈大，結(jié)構(gòu)愈安全；

材料強度取值越低，結(jié)構(gòu)所需截面越大，結(jié)構(gòu)愈安全。

結(jié)構(gòu)的可靠概率與失效概率的關系

結(jié)構(gòu)抗力R與作用效應S都是隨機變量，因此功能函數(shù)Z=R-S也是隨機變量

Z>0結(jié)構(gòu)可靠；Z=0結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)；Z<0 結(jié)構(gòu)失效

荷載效應的表達

? 采用荷載代表值來描述荷載的大小

?對于永久荷載，其代表值就是標準值，即結(jié)構(gòu)自重；

?對于可變荷載，其代表值分別為標準值、組合值和準永久值

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的重要性將結(jié)構(gòu)分為三個安全等級，采用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)來體現(xiàn)。

g0 ——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)一級 － g0＝1.1二級 － g0＝1.0三級 － g0＝0.9

雙向受拉：強度接近單向受拉強度

雙向受壓：抗壓強度和極限壓應變均有所提高

一拉一壓：強度降低

Ps表示。

第四篇：《食品工程原理》教學大綱.

《食品工程原理》教學大綱

課程編號：041010412 適用專業(yè)：食品科學與工程 學時數(shù)：64 學分數(shù)：4.0 執(zhí)筆者：花旭斌

編寫日期：2006年12月

一、課程的性質(zhì)和目的

食品工程原理研究和介紹食品工業(yè)生產(chǎn)中傳遞過程與單元操作的基本原理、內(nèi)在規(guī)律、常用設備及過程的計算方法。食品工程原理是食品科學與工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程。

通過學習本課程，要求學生掌握動量、熱量和質(zhì)量傳遞的基本原理，運用這些理論并結(jié)合所學的物理化學和數(shù)學等基礎知識，研究食品加工過程中各種單元操作的內(nèi)在規(guī)律和基本原理。熟悉典型單元操作設備的構(gòu)造、工作原理和工藝和計算。主要的單元操作包括：流體輸送與壓縮、制冷技術、過濾、沉降、離心分離、固體流態(tài)化、氣力輸送、傳熱、蒸發(fā)、氣體吸收、蒸餾和物料干燥等。

培養(yǎng)學生具有針對食品生產(chǎn)實際，正確選擇適合的單元操作的能力；組成和完善生產(chǎn)工藝過程的能力；正確進行過程的物料衡算、能量衡算和設備選型配套設計計算的能力。在實驗教學中，培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度，重視實驗操作技能的訓練，掌握實驗數(shù)據(jù)的整理和分析方法。在工程設計計算中會正確查閱工程手冊中各種工程圖表，獲取設計計算有關參數(shù)。

二、課程的教學內(nèi)容和學時分配

緒論（1學時）

教學內(nèi)容：

食品工程原理課程的性質(zhì)和地位，現(xiàn)代食品工業(yè)的特點，食品工程與化學工程的關系，食品工程原理課程的特點、內(nèi)容及任務

教學要求：

理解食品工程原理課程的性質(zhì)和地位，食品工程原理課程的特點、內(nèi)容及任務，現(xiàn)代食品工業(yè)的特點，掌握單元操作中常用的基本概念、單位換算 重點：

單元操作中常用的基本概念，單位制及量綱分析 難點： 量綱分析

第1章 流體流動與輸送（13學時）

教學內(nèi)容：

流體的物理性質(zhì)及作用在流體上的力，流體靜力學基本方程式及其應用，流體流動的基本方程，管內(nèi)流動及管路計算，流速及流量的測量，非牛頓流體，液體輸送設備，氣體壓縮和輸送設備

教學要求：

1、理解流體的主要物理性質(zhì)、作用在流體上的力，掌握流體靜力學基本方程式及其應用

2、掌握穩(wěn)定流動、流速與流量、連續(xù)性方程，3、掌握理想不可壓縮流體的能量守恒—柏努利方程式，柏努利方程的應用，實際流體穩(wěn)定流動的能量守恒

4、管內(nèi)流動及管路計算 掌握流動類型及其判別，掌握流體在圓直管內(nèi)流動的沿程阻力及計算，計算圓直管沿程阻力的通式，滯留、湍流的流速分布及摩擦阻力系數(shù)的確定，掌握管路局部阻力及其計算

5、流速及流量的測量

掌握畢托管、孔板流量計及文丘里流量計、轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)及工作原理，并能正確使用。

6、非牛頓流體

理解非牛頓流體的類型，理解假塑性和脹塑性流體作層流流動時的速度分布和流量，理解非牛頓流體的流動阻力

7、理解泵的類型、工作原理、特點及應用，掌握離心泵的工作原理及性能，離心泵基本方程、主要性能參數(shù)、離心泵的特性曲線、氣蝕現(xiàn)象與允許安裝高度、泵的工作點，泵的選型。

8、理解離心通風機和鼓風機、往復式壓縮機的工作原理、性能及分類，理解往復式壓縮機的選型。

重點：

連續(xù)性方程，阻力損失及計算，流量的測量，泵的性能參數(shù) 難點：

摩擦阻力系數(shù)的確定，阻力損失計算

第2章 傳熱（13學時）

教學內(nèi)容：

熱傳導，對流換熱，穩(wěn)定傳熱的計算，不穩(wěn)定傳熱，輻射，換熱器 教學要求：

1、理解傳熱在食品加工過程中的應用、傳熱的三種基本方式

2、掌握熱傳導的基本概念和付立葉定律，平壁的熱傳導，圓筒壁的熱傳導

3、掌握對流換熱的基本概念，對流換熱的類型、傳熱膜系數(shù)，各類對流換熱傳熱膜系數(shù)的確定傳熱邊界層

4、掌握穩(wěn)定傳熱過程的計算，理解傳熱的強化和熱絕緣

5、理解不穩(wěn)定導熱，不穩(wěn)定對流傳熱，兩物體的相互輻射，輻射和對流的聯(lián)合傳熱，輻射加熱方法和設備

6、理解換熱器的結(jié)構(gòu)及原理及通過換熱器的傳熱過程 重點：

導熱、對流傳熱的基本計算，對流傳熱系數(shù)關聯(lián)式計算對流傳熱系數(shù)，穩(wěn)定傳熱過程的計算與應用

難點：

對流傳熱系數(shù)關聯(lián)式計算對流傳熱系數(shù)，穩(wěn)定傳熱過程的計算與應用

第3章 食品冷凍技術（4學時）教學內(nèi)容：制冷技術基本原理，制冷劑和載冷劑，食品的冷凍，食品速凍方法和速凍裝置，冷藏庫，食品冷藏鏈

教學要求：

1、理解制冷的基本概念和制冷原理和方法，理解制冷劑和載冷劑

2、掌握水的凍結(jié)曲線，3、理解空氣凍結(jié)法，間接接觸凍結(jié)法，直接接觸凍結(jié)法

4、理解冷藏庫的類型、組成與布置、隔熱與防潮，理解冷藏庫容量的計算、冷負荷的計算，理解裝配式冷藏庫

5、理解食品冷藏鏈的組成與結(jié)構(gòu)，冷藏運輸，冷凍銷售 重點：

食品的凍結(jié)曲線，水分結(jié)冰率與最大冰晶生成區(qū)，凍結(jié)對食品的影響，食品凍結(jié)的速度與時間

難點：

食品凍結(jié)的速度與時間

第4章 非均相物系的機械分離（5學時）

教學內(nèi)容：

過濾、沉降、離心分離、氣溶膠分離 教學要求：

1、掌握過濾的基本概念和理論，過濾設備，理解過濾過程的計算

2、理解顆粒在流體中的運動、球形顆粒在流體中的重力沉降、實際沉降過程、沉降設備及其計算

3、掌握顆粒、液滴在離心力場中的運動，理解離心機的類型及離心機生產(chǎn)能力的計算

4、掌握氣溶膠的種類及氣溶膠分離的作用，氣溶膠中懸浮物的分離方法，理解氣溶膠的離心沉。

重點：

過濾設備，顆粒、液滴在離心力場中的運動，氣溶膠中懸浮物的分離方法 難點： 過濾設備

第5章 混合、乳化（4學時）

教學內(nèi)容：

液體攪拌混合的基本理論，攪拌器的性能，攪拌器的功率，乳化，氣液混合原理、方法和設備

教學要求：

1、理解液體攪拌混合的基本理論，攪拌器的性能，攪拌器的功率

2、掌握乳化機理，乳化液的穩(wěn)定性及影響因素，乳化劑及其作用，乳化液形成的方法，乳化設備

3、理解氣液混合原理、方法和設備 重點：

液體攪拌混合的基本理論，乳化機理，乳化液的穩(wěn)定性及影響因素，乳化劑及其作用，乳化液形成的方法，乳化設備

難點：

乳化機理，乳化液的穩(wěn)定性，乳化設備

第6章 吸收（8學時）

教學內(nèi)容：

物質(zhì)傳遞原理，氣體吸收 教學要求：

1、掌握單相傳質(zhì)：分子擴散及費克定律，靜止或?qū)恿髦械臄U散傳質(zhì)；對流擴散傳質(zhì)；擴散系數(shù)。掌握相際間的傳質(zhì)：雙膜理論；傳質(zhì)基本方程。

2、理解收基本概念，掌握吸收原理：吸收過程；吸收設備（塔設備）；吸收操作的相平衡；亨利定律；吸收速率。

3、掌握低濃度氣體吸收過程的計算：逆流操作的物料衡算及操作線方程 重點：

費克定律，雙膜理論，傳質(zhì)基本方程，吸收原理 難點：

雙膜理論，吸收操作的相平衡，操作線方程

第7章 蒸餾（8學時）

教學內(nèi)容：

蒸餾原理，雙組分連續(xù)精餾，板式塔中雙組分連續(xù)精餾的計算 教學要求：

1、掌握蒸餾原理

2、掌握雙組分理想溶液的氣—液相平衡，塔內(nèi)氣—液接觸傳質(zhì)過程，能理解精餾設備的結(jié)構(gòu)及工作情況，理解非理想雙組分溶液簡介，掌握板式塔中雙組分連續(xù)精餾的計算

3、理解理論板的概念及恒摩爾流假設，掌握連續(xù)精餾的物料衡算和操作線方程、進料狀況和加料方程、精餾操作塔板數(shù)的求法（逐板計算法、圖解法）、塔板效率及實際塔板數(shù)的確定、回流比的選擇

重點：

蒸餾原理，雙組分理想溶液的氣—液相平衡，塔內(nèi)氣—液接觸傳質(zhì)過程，連續(xù)精餾 難點：

雙組分理想溶液的氣—液相平衡，連續(xù)精餾計算

第8章 蒸發(fā)（3學時）

教學內(nèi)容：

單效真空蒸發(fā)，多效蒸發(fā)，蒸發(fā)設備 教學要求：

1、理解蒸發(fā)的定義、條件，掌握單效真空蒸發(fā)裝置、溶液的沸點和溫差損失、單效真空蒸發(fā)的計算

2、理解多效蒸發(fā)流程、多效蒸發(fā)的溫差分配、多效蒸發(fā)的計算

3、理解蒸發(fā)設備分類、結(jié)構(gòu)、工作原理 重點：

單效真空蒸發(fā)，蒸發(fā)設備分類、結(jié)構(gòu)、工作原理 難點：

溫差損失，蒸發(fā)的計算，蒸發(fā)設備工作原理

第9章 物料干燥（5學時）教學內(nèi)容：

濕空氣及濕物料的性質(zhì)，干燥動力學，熱風干燥過程的計算，干燥設備 教學要求：

1、掌握濕空氣及濕物料的性質(zhì)，干燥速率，干燥時間，熱風干燥過程的計算，物料衡算、空氣量的確定，熱量衡算、熱能耗量的確定

2、理解氣流干燥設備、噴霧干燥設備、其它類型干燥設備的結(jié)構(gòu)、工作原理 重點：

濕空氣及濕物料的性質(zhì)，空氣量的確定，熱量衡算、熱能耗量的確定，干燥設備的結(jié)構(gòu)、工作原理

難點：

濕焓圖、干燥機理

三、課程教學的基本要求

1、本課程以課堂講授為主，精講多練。在課堂教學中可適當補充難易適中的考研題目作為例題，開闊學生的視野，拓寬知識面。在作業(yè)和練習方面，任課教師可以有針對性地增加一定量的附加題，題的難度略高于教材上的習題，并適當增加應用題的數(shù)量，以鍛煉學生解決實際問題的能力。

2、根據(jù)教育發(fā)展的趨勢和教學改革的要求，在本課程的教學過程中，應逐步引入現(xiàn)代化教學手段。

3、除教材外，應給學生指定相關的參考書，以拓寬學生的知識面。

4、建議本課程每學期中間安排一次期中考試，期末考試實行教考分離。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

本課程的先修課程有高等數(shù)學、物理化學等，通過本課程的學習，使學生掌握傳遞過程及單元操作的基本原理，運用其基本理論解決食品生產(chǎn)中的一些工程實際問題。也為學習“食品工藝學”、“發(fā)酵工藝與設備”等課程打好工程技術方面的基礎。

五、建議教材與教學參考書

[1]教材：李云飛，葛克山?！妒称饭こ淘怼?，北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2002。[2]高福成。食品工程原理，中國輕工業(yè)出版社。1998。

[3]姚玉英，黃鳳廉，陳常貴等?；ぴ?，上下冊，天津：科學技術出版社。1999。[4]王志魁?；ぴ?。北京：化學工業(yè)出版社，1987。

[5][美]J 金克普利斯著，清華大學化工組譯。傳遞過程與單元操作。1985。[6]華南工學院等。發(fā)酵工程與設備。北京：輕工業(yè)出版社。[7]姚玉英?；ぴ砝}與習題。北京：化學工業(yè)出版社，1998。

第五篇：制藥工程工程原理考核大綱

《制藥工程原理與設備》考核大綱

課程名稱：《制藥工程原理與設備》 課程編號：G131048 課程性質(zhì)：專業(yè)教育必修課

所屬院部：食品科學與制藥工程學院 學時學分：32學時，2學分

適用專業(yè)：制藥工程專業(yè)（本科）二年級學生

考核目標：

知識考核目標：要求學生掌握動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞的三傳理論及其在食品工程中的應用，即研究食品工程單元操作的基本原理與應用。

能力考核目標：要求學生能夠應用食品工程原理基本的理論知識和相關的規(guī)律，為以后的工作打下堅實的基礎?？己藘?nèi)容及要求： 緒論

理解：《制藥工程原理與設備》的學習方法

掌握：制藥工程與單元操作的概念，三大傳遞過程的本質(zhì)、單位換算 應用：計算物料衡算和能量衡算的方法 第一章 流體流動

理解： 常用管子、閥門、管件及管道連接方法 掌握：流體靜力學基本方程式，連續(xù)性方程，柏努力方程式及其應用，流動阻力及其計算方法，降低管路系統(tǒng)流動阻力的途徑。

應用：連續(xù)性方程、柏努力方程、常用流量測量儀表——孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的應用、流體在管內(nèi)的流動現(xiàn)象。第二章 輸送設備

理解：離心式通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵、加料裝置等的結(jié)構(gòu)特點。帶式、鏈螺旋式輸送機的結(jié)構(gòu)和特點，氣力輸送裝置的工作原理和系統(tǒng)組成

掌握：離心泵的工作原理，離心泵的主要性能參數(shù)和特性曲線，離心泵工作點和流量調(diào)節(jié)。汽蝕現(xiàn)象、氣縛現(xiàn)象、安裝高度、操作注意事項、容積式泵的流量調(diào)節(jié)方法。

應用：離心泵的類型及選用方法，往復泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、磁力驅(qū)動泵和蠕動泵的結(jié)構(gòu)和特點。第三章 液體攪拌

理解：攪拌功率功率的計算

掌握：常見攪拌器及其特點，攪拌器選型。

應用：打旋現(xiàn)象及其危害，全擋板條件，導流筒安裝方式，均相液體攪拌功率的準數(shù)關聯(lián)式子，攪拌器的強化措施。第四章 萃取 理解：液液萃取流程，萃取設備選擇，中藥材成分、中藥材提取類型、超臨界流體及其性質(zhì)，超臨界流體CO2特點，超臨界CO2萃取原理及裝置組成。

掌握：藥材有效成分提取機過程及機理，多功能提取罐的結(jié)構(gòu)和特點，平轉(zhuǎn)式連續(xù)提取器和罐組式逆流提取機組的工作原理。

應用：分配系數(shù)、萃取劑的選擇性，常用的萃取劑和提取輔助劑，藥材的常用提取方法、固液提取過程的工藝計算。第五章 沉降與過濾

理解：沉淀槽、懸液分離器、管式離心機、蝶式離心機、氣體凈化方法。掌握：重力沉降速度、過濾操作基本概念，恒壓過濾的計算。

應用：離心沉降、旋風分離器的結(jié)構(gòu)和工作原理；半框壓濾機的結(jié)構(gòu)和工作原理，典型的膜過濾操作機器特點，空氣凈化專用過濾器機器特點。第六章 吸附與離子交換

理解：吸附等溫線、固定床吸附過程、典型的離子交換設備。

掌握：吸附基本原理，熟悉吸附的概念、分類及常用的吸附劑。離子交換樹脂的分類及工作原理、應用：常用吸附劑、吸附劑再生方法、離子交換樹脂特性。第七章 傳熱

理解：傳熱基本方程式，間壁傳熱過程，換熱器主要性能指標，穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱，傅里葉定律，對流傳熱系數(shù)的影響因素及準數(shù)關聯(lián)式。

掌握：間壁傳熱過程計算，典型間壁式換熱器的結(jié)構(gòu)、特點及選型，傳熱過程強化。

應用：導熱系數(shù)及其意義，穩(wěn)態(tài)熱傳導過程計算，對流傳熱過程及其溫度分布，對流傳熱系數(shù)的一般準數(shù)關聯(lián)式。第八章 蒸發(fā)

理解：蒸發(fā)設備及其選型；單效蒸發(fā)流程；多效蒸發(fā)流程及節(jié)能措施。掌握：蒸發(fā)過程物料與熱量衡算；真空蒸發(fā)。應用：蒸發(fā)器的輔助設備；查閱圖表。第十章 蒸餾與吸收

理解：傳質(zhì)學基礎，吸收的基本概念與理論，蒸餾的基本概念與理論

掌握：填料吸收塔的計算，雙組分連續(xù)精餾的計算，氣液平衡相圖、精餾的原理和計算、蒸餾設備的基本結(jié)構(gòu)，填料塔和篩板塔等蒸餾設備的基本結(jié)構(gòu)及吸收和解吸的過程。

應用：雙組分理想溶液的氣液平衡、精餾原理、精餾操作塔板數(shù)的求法。恒沸精餾和萃取精餾的原理，熟悉水蒸氣蒸餾的原理和特點。第十一章 干燥

理解：濕空氣的熱力學性質(zhì)，濕空氣的濕—焓圖，濕物料的基本性質(zhì)，濕物料常壓熱風干燥過程的機理，干燥過程的物料及熱量衡算

應用：濕空氣的濕—焓圖，濕物料常壓熱風干燥過程的計算 第十二章 藥物粉體生產(chǎn)設備

理解：粉碎篩分混合的原理及其設備，粉碎、混合方法 應用：藥篩種類，粉碎、混合方法。第十三章 典型劑型生產(chǎn)設備

理解：丸劑、片劑設備、膠囊劑機械，快速混合制粒機，安瓿洗滌、注射劑灌封設備，平板式鋁塑泡罩包裝機、自動制丸機。

應用：壓片機、膠囊填充機、安瓿洗滌、注射劑灌封機的構(gòu)造和基本原理 第十四章 制藥工程設計

理解：制藥生產(chǎn)車間的工藝設計和設備選型，前處理、提取車間布置原則，制劑車間分類。

應用：總體設計；車間設計，工藝設計原則?？己祟愋停嚎荚?閉卷)

記分方式：期末考試、平時成績均采用百分制。課程成績由三部分組成。一部分是理論考試（70%），考查學生對基本知識、基本理論的掌握程度；一部分是實驗教學成績（15%），考查學生實驗的授課情況；一部分是平時成績，包括作業(yè)成績和考勤（15%），考查學生平時的學習情況和出勤情況?？己藭r間：120分鐘

試題類型：選擇題、填空題、簡答題、連線、判斷、論述、計算題 教材及主要參考書：

教材：王志祥主編.制藥工程原理與設備.北京：人民衛(wèi)生出版社，2011年，第2版.主要參考書目：

[1]夏清，陳常貴主編.化工原理.天津大學出版社，2005年 [2]姚日生.制藥工程原理與設備.高等教育出版社，2007年