生物化工原理期末复习资料汇总

1、一、选择题1. 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生 A A. 气缚现象B. 汽蚀现象C. 汽化现象D. 气浮现象2. 同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空 计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可 能的原因中，哪一个是真正的原因 C A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞3. 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的 压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是 D A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 压出管路堵塞D. 吸入管路漏气4. 当离心泵

2、输送的液体的粘度增大时，那么其 B A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大；B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大；C. 扬程、效率增大，流量，轴功率减少；D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少。5. 为使离心机有较大的别离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用B的转鼓。A. 高转速、大直径；B. 高转速、小直径；C. 低转速、大直径；D. 低转速，小直径；6. 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，假设洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘 度等于滤液粘度，那么其洗涤速率为过滤终了速率的 C 倍。A. 1；B. 1/2；C. 1/4； D.1/87. 在层流流动中，假设流体的总流量不变，那么

3、规格相同的两根管子串联时的压降为 并联时的 A 倍。A. 2 ；B. 6；C. 4；D. 1。8. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，那么该矩形管道的当量直径为 B 。A. 1.2m;B. 0.6m;C. 2.4m；D. 4.8m。9. 随着温度的升高液体的粘度，气体的粘度。D A.增加，降低； B.增加，不变； C.降低，不变；D.降低，增加10. 某液体在一段水平圆形直管内流动，Re值为1800,假设平均流速为0.5m/s 那么管中心点处速度为C 。A. 0.25m/s；B. 0.5 m/s；C. 1.0m/s；D. 2.0m/s。二、填空题1. 某设备上真空表的读数为13.3X1

4、03 Pa，那么设备内的绝对压强为85.4X33310 Pa _,表压强为 -13.3X 10 Pa_。该地区大气压强为 98.7X 10 Pa。2. 某设备的进、出口压强分别为 1200 mmH2O 真空度和1.6 kgf/cm 2 表 压。假设当地大气压为760 mmHg,设备进、出口的压强差为-1.687X 105 N/m 2。用SI制表示3. 有一内径为25 mm的水管，如管中水的流速为 1.0 m/s，管中水的流动类型 湍流；管中水保持层流状态的最大流速0.08 m/s 水的密度 p=1000 kg/m3 ,粘度 卩=1 cp 。4. 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。假设管长及液

5、体物性不变，而管径减至原有的一半，因流动阻力产生的能量损失为原来的16 倍。5. 离心泵的工作点是_管路特性曲线_曲线与_离心泵特性曲线_曲线的交点。6. 牛顿粘性定律的表达式是 t = udu/dy，粘度在SI制中的单位是Pas。7. 离心泵最常用的调节方法是改变阀门开度 ;往复泵的流量调节是采用_旁路调节 。8. 离心泵停车时要 先关出口阀后断电 。9. 离心泵装置中吸入管路的底阀_的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出。10. 一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，假设空气温度由20 C升至50 C,那么其沉降速度将下降填上升、下降或不变。11. 降尘室的生产能力与降尘室的 亠长_

6、和宽有关。12. 板框压滤机主要由滤板、滤框、主梁或支架压紧装置等组成，三种板按12 3 2 1 232 1的顺序排列组成。13. 旋风别离器当切向进口速度相同时， 随着旋风别离器的直径增大.其离心分 离因数越_小_;而同样转速下离心别离机随着转鼓直径的增大其离心别离因数 越_大_。二、计算题:1. 20分每小时将2X104kg、45C氯苯用泵从反响器A输送到高位槽B 如图所示，管出口处距反响器液面的垂直高度为15m反响器液面上方维持26.7kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为？76mrK 4mm长26.6m的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm管线上有 两个全开的闸阀、5个90

7、76;标准弯头。45C氯 苯的密度为1075 kgm3，粘度为6.5 x 10-4Pa - s。泵的效率为70%求泵的轴功率。附： 各局部阻力系数全开闸阀Z 1 = 0.17摩擦系数计算式入=0.1£68、0.23+ d Re丿90C标准弯头Z 2 = 0.75解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面P1：g Z12e2gZ22u2 、.-、2ghf,1 2p1 = 26.7kPa 绝压，Z1 = 0, U1 : 0 p2 = 101.3kPa 绝压Z2 = 15mqV2 1041075 3600= 5.168 10m3s'U25.168 10“ji40.0682

8、Re=1.42m s'0.068 1.42 10756.5 10，5-1.6 105Hehf,1 2 - hf直 hf，直 = hf,进 2hf,闸 5hf，弯"1凸6868)0.231.6 105)= 0.0293hf，直d 2g= 0.029326.60.0681.4222 9.81=1.178mhf局二(0.52 0.175 0.75)1.4222 9.81=0.4717m3(101.3-26.7) 101075 9.81151.4222 9.811.1780.4717 =23.83mNe = Heqv -g = 23.83 5.168 10-31075 9.81 =

9、1.30 103WNe1.30 "O33Na = e1.86 103W =1.86kWn 0.72. 20分如图,20 C软水由高位槽分别流入反响器压力为0.5atm 表压，塔C中真空度为0.1atm , 总管为© 57 x 3.5mm，管长20+z m,通向器 B 的管路为© 25 x 2.5mm，长15m通向塔C的管路 为© 25 x 2.5mm，长20m 以上管长包括各种局部 阻力的当量长度在内。管道皆为无缝钢管，粗糙B和吸收塔C中，器B内度可取为0.15mm如果要求向反响器供给0.314kg/s的水，向吸收塔供给0.471kg/s水，问高位槽液面

10、至少高于地面多少?解：1因题中未给管路的摩擦系数 入，故先求入主管路VOB VOCAOAO0.3140.471：:-32-100.054=0.4m/ sReOB0.05 0.4 10001 10-2.0104由 & /d ao=0.15/50=0.003 和 ReAO查得入 ao=0.0305，通向反响器的管路 OB Uoe=0.314/( n /4) X 0.022 X 1000=1.0m/sReoB=0.02 X 1.0 X 1000/(1 X 10-3)=2 X 104由 & /d oe=0.15/20=0.0075 和 Re°B查得 入 ob=0.038。通向

11、反响器的管路 OC uoc=0.471/( n /4) X 0.022 X 1000=1.5m/sReo=O.O2 X 1.5 X 1000/(1 X 10-3)=3 X 104由 & /d oc=0.15/20=0.0075 和 Reoc查得入 ob=0.0365水平面为基准面)：(2)在A槽液面和B槽进口管处水平面之间列机械能衡算方程(以B槽进口管处2 2(a)PAUA z _ HBUB z - hZAZB - hfAB：g 2g: g 2gAB式中：FA = 0(表压)，FVO.5 98100= 49O5OPa(表压)，Za Zb 二 Za 4,Ua = 0,Ub 二 u

12、6;b = 1.Om/s二 hf , AB 2-：1 AO U AO -'AOdAO 2gOB1OB2dOB 2g二 0.0305 4O.O5O.422 9.81O.O3815O.O21.O22 9.81-1.552 0.00497za将以上数据代入(a ),并整理得丄 12 丄 490501±zA =41.552 0.00497za2 9.811000 9.81解得 z A=1O.66m(3)在A槽液面与吸收塔液体入口所在截面之间列机械能衡算式:PA 土 uA:?g 2gFC 土 uC:?g 2g(b)式中：FA =0(表压),FC=-O.1 98100 =981OPa(表

13、压),Za Zc =Za -8山人=O,Uc =u°c =1.5m/shf ,AC1 AO2 AOd AO2g 'oc2 d uocdoC 2g= 0.030520 zZO.O5O.422 9.810.036520O.O21.522 9.81=4.285 0.00497zaHf(0书d2e、 U e)吸2g将以上数据代入a ,并整理得1 5解：d: $ 108X 4,热轧无缝钢管； Q=60m3/h； h3：15m ; h2：2.0m ;管路总长 140m ;吸入管 总长30m 均包括局部阻力的当量长度；入=0.028, »=10 C, t2=25 C, p =10

14、00kg/m3,P°=98kPa ；河水经沉淀以后较干净，且在常温下输送，可选用IS型单级单吸离心式清水泵。1计算管路系统要求泵提供的压头He,列河水面与池水面间的柏努利方程，得 2Hez 旦严 Hfg 2g _ 9810zA =84.285 0.00497 zA2 9.811000 9.81解得 z A=11.46m比拟两个za值，取其大者，即ZA=11.46m为最终结果3. 10分用© 108X 4的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池，最大输水量为60nVh，池中最高水位高于河水面15m,泵中心吸入口处高出 河面2.0m,管路总长140m,其中吸入管总长30m

15、均包括局部阻力的当量长度 钢管的磨擦系数 入=0.028，河水冬季水温10C,夏季为 25 C,密度取1000kg/m3,当地大气压强为98kPa；1试选一台适宜的离心泵；2校核泵的安装高度V0.785d260/36000.785)0.102泵的性能参数如下表：型号流量Qm/h扬程Hm允许汽蚀余量NPSHr, m效率n%轴功率NkW电机功率kWIS80 - 65 -60293.0726.597.5160IS100 - 80 -60244.0675.8611.0125那么水在管内的Re为:Re0.10 2.12 10001.3 10 J= 1.63 105为湍流管壁的相对粗糙度为Po=98kPa

16、, pv=3.167 kPa,(NPSH)r = 3.0mH f (0 4)Vedu2302.1220.0281.92m2g0.10 2 9.81那么允许安装高度为Hg,r3398 103.167 101000 9.811000 9.81-3.0 1.92 =4.75m2.0m1 lie、2 u1402.122 ='()吸X= 0.0289.0md2g0.102 9.81£ /d=0.4/100=0.004，查图得入=0.028，那么Hf所以，He=15+9=24m选用IS80 65- 160更为适宜，其原因是： a在泵正常流量与最大流 量下效率都较高；b、流量和扬程有一定裕

17、度，调节余地大； c、电机功率匹配适当，可长期 在较高的功率因数下运转。然后还应当校核泵的安装高度是否满足要求。2校核安装高度要求安装高度为2.0m，允许安装高度为“诗埠一 NPSHHf0式中，po=98kPa,由表查，按25C查得水的饱和蒸汽压为 3.167kPa , NPSHr=3.0mP0Pv-_(NPSH)r _H f(0)g故此型号的泵合用，但其进口内径为 80mm出口内径为65mm因此进出口都应 使用锥形管同© 108X 4管相连接。4. 10分拟在9.81 x 103Pa的恒定压强差下过滤某悬浮液。该悬浮液由直径为0.1mm的球形颗粒状物质悬浮于水中组成，过滤时形成不可

18、压缩滤饼， 其空隙率为60%水的粘度为1.0 x 10-3Pa - s，过滤介质阻力可以忽略，假设每 获得1m滤液所形成的滤饼体积为0.333m3。试求：1每平方米过滤面积上获得 1.5m3滤液所需的过滤时间；2假设将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少?所以所以解：1求过滤时间过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为单位面积获得的滤液量q=1.5 m3/ m2Pr'vs=0 , r'=r =常数，那么K 士Mrvi332Pa,=1.0X 10 Pa s, v=0.333m /m5a21-汀，又滤饼的空隙率 & =0.66 6d _0.1 10-过滤常数 对于不可压缩滤饼, p=9.81 X 103|r根据式3-37知nd2a =3d 球形颗粒的比外表64 2 *56 101-0.6r30.6io=1.333 1032 9.81 10IX 3 r10(1.0X10 冃.333X10 j0.333 ) q' = 5 彳K 4.42X102)3 = 509 s过滤时间加倍时增加的滤液量于=2v - 2509 =1018 s=6 104m2/m3伽2=4.42 10_32m /sq2 二 Krm3/m2q'=治'=，4.42 101018=2.12q'-q = 2.121.5 =0.62 m3/m2即每平方米过滤面积上将再得0.62m3