生物化工原理期末復習資料匯總

1、一、選擇題1. 離心泵開動以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生 A A. 氣縛現(xiàn)象B. 汽蝕現(xiàn)象C. 汽化現(xiàn)象D. 氣浮現(xiàn)象2. 同學進行離心泵特性曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空 計指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認為以下可 能的原因中，哪一個是真正的原因 C A. 水溫太高 B. 真空計壞了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞3. 一臺試驗用離心泵，開動不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的 壓力表也逐漸降低為零，此時離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是 D A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 壓出管路堵塞D. 吸入管路漏氣4. 當離心泵

2、輸送的液體的粘度增大時，那么其 B A. 揚程減少，流量、效率、軸功率均增大；B. 揚程、流量、效率均降低，軸功率增大；C. 揚程、效率增大，流量，軸功率減少；D. 揚 程、流量、效率均增大，軸功率減少。5. 為使離心機有較大的別離因數(shù)和保證轉(zhuǎn)鼓有關(guān)足夠的機械強度，應采用B的轉(zhuǎn)鼓。A. 高轉(zhuǎn)速、大直徑；B. 高轉(zhuǎn)速、小直徑；C. 低轉(zhuǎn)速、大直徑；D. 低轉(zhuǎn)速，小直徑；6. 板框過濾機采用橫穿法洗滌濾渣時，假設洗滌壓差等于最終過濾壓差，洗滌液粘 度等于濾液粘度，那么其洗滌速率為過濾終了速率的 C 倍。A. 1；B. 1/2；C. 1/4； D.1/87. 在層流流動中，假設流體的總流量不變，那么

3、規(guī)格相同的兩根管子串聯(lián)時的壓降為 并聯(lián)時的 A 倍。A. 2 ；B. 6；C. 4；D. 1。8. 流體在長為3m、高為2m的矩形管道內(nèi)流動，那么該矩形管道的當量直徑為 B 。A. 1.2m;B. 0.6m;C. 2.4m；D. 4.8m。9. 隨著溫度的升高液體的粘度，氣體的粘度。D A.增加，降低； B.增加，不變； C.降低，不變；D.降低，增加10. 某液體在一段水平圓形直管內(nèi)流動，Re值為1800,假設平均流速為0.5m/s 那么管中心點處速度為C 。A. 0.25m/s；B. 0.5 m/s；C. 1.0m/s；D. 2.0m/s。二、填空題1. 某設備上真空表的讀數(shù)為13.3X1

4、03 Pa，那么設備內(nèi)的絕對壓強為85.4X33310 Pa _,表壓強為 -13.3X 10 Pa_。該地區(qū)大氣壓強為 98.7X 10 Pa。2. 某設備的進、出口壓強分別為 1200 mmH2O 真空度和1.6 kgf/cm 2 表 壓。假設當?shù)卮髿鈮簽?60 mmHg,設備進、出口的壓強差為-1.687X 105 N/m 2。用SI制表示3. 有一內(nèi)徑為25 mm的水管，如管中水的流速為 1.0 m/s，管中水的流動類型 湍流；管中水保持層流狀態(tài)的最大流速0.08 m/s 水的密度 p=1000 kg/m3 ,粘度 卩=1 cp 。4. 一定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動。假設管長及液

5、體物性不變，而管徑減至原有的一半，因流動阻力產(chǎn)生的能量損失為原來的16 倍。5. 離心泵的工作點是_管路特性曲線_曲線與_離心泵特性曲線_曲線的交點。6. 牛頓粘性定律的表達式是 t = udu/dy，粘度在SI制中的單位是Pas。7. 離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是改變閥門開度 ;往復泵的流量調(diào)節(jié)是采用_旁路調(diào)節(jié) 。8. 離心泵停車時要 先關(guān)出口閥后斷電 。9. 離心泵裝置中吸入管路的底閥_的作用是防止啟動前灌入的液體從泵內(nèi)流出。10. 一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，假設空氣溫度由20 C升至50 C,那么其沉降速度將下降填上升、下降或不變。11. 降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的 亠長_

6、和寬有關(guān)。12. 板框壓濾機主要由濾板、濾框、主梁或支架壓緊裝置等組成，三種板按12 3 2 1 232 1的順序排列組成。13. 旋風別離器當切向進口速度相同時， 隨著旋風別離器的直徑增大.其離心分 離因數(shù)越_小_;而同樣轉(zhuǎn)速下離心別離機隨著轉(zhuǎn)鼓直徑的增大其離心別離因數(shù) 越_大_。二、計算題:1. 20分每小時將2X104kg、45C氯苯用泵從反響器A輸送到高位槽B 如圖所示，管出口處距反響器液面的垂直高度為15m反響器液面上方維持26.7kPa的絕壓，高位槽液面上方為大氣壓，管子為？76mrK 4mm長26.6m的不銹鋼管，管壁絕對粗糙度為0.3mm管線上有 兩個全開的閘閥、5個90

7、76;標準彎頭。45C氯 苯的密度為1075 kgm3，粘度為6.5 x 10-4Pa - s。泵的效率為70%求泵的軸功率。附： 各局部阻力系數(shù)全開閘閥Z 1 = 0.17摩擦系數(shù)計算式入=0.1£68、0.23+ d Re丿90C標準彎頭Z 2 = 0.75解：如圖，取1-1、2-2界面，以1-1截面為基準面P1：g Z12e2gZ22u2 、.-、2ghf,1 2p1 = 26.7kPa 絕壓，Z1 = 0, U1 : 0 p2 = 101.3kPa 絕壓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,進 2hf,閘 5hf，彎"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分如圖,20 C軟水由高位槽分別流入反響器壓力為0.5atm 表壓，塔C中真空度為0.1atm , 總管為© 57 x 3.5mm，管長20+z m,通向器 B 的管路為© 25 x 2.5mm，長15m通向塔C的管路 為© 25 x 2.5mm，長20m 以上管長包括各種局部 阻力的當量長度在內(nèi)。管道皆為無縫鋼管，粗糙B和吸收塔C中，器B內(nèi)度可取為0.15mm如果要求向反響器供給0.314kg/s的水，向吸收塔供給0.471kg/s水，問高位槽液面

10、至少高于地面多少?解：1因題中未給管路的摩擦系數(shù) 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，通向反響器的管路 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、反響器的管路 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水平面為基準面)：(2)在A槽液面和B槽進口管處水平面之間列機械能衡算方程(以B槽進口管處2 2(a)PAUA z _ HBUB z - hZAZB - hfAB：g 2g: g 2gAB式中：FA = 0(表壓)，F(xiàn)VO.5 98100= 49O5OPa(表壓)，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將以上數(shù)據(jù)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槽液面與吸收塔液體入口所在截面之間列機械能衡算式:PA 土 uA:?g 2gFC 土 uC:?g 2g(b)式中：FA =0(表壓),FC=-O.1 98100 =981OPa(表

13、壓),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書d2e、 U e)吸2g將以上數(shù)據(jù)代入a ,并整理得1 5解：d: $ 108X 4,熱軋無縫鋼管； Q=60m3/h； h3：15m ; h2：2.0m ;管路總長 140m ;吸入管 總長30m 均包括局部阻力的當量長度；入=0.028, »=10 C, t2=25 C, p =10

14、00kg/m3,P°=98kPa ；河水經(jīng)沉淀以后較干凈，且在常溫下輸送，可選用IS型單級單吸離心式清水泵。1計算管路系統(tǒng)要求泵提供的壓頭He,列河水面與池水面間的柏努利方程，得 2Hez 旦嚴 Hfg 2g _ 9810zA =84.285 0.00497 zA2 9.811000 9.81解得 z A=11.46m比擬兩個za值，取其大者，即ZA=11.46m為最終結(jié)果3. 10分用© 108X 4的熱軋無縫鋼管將經(jīng)沉淀處理后的河水引入一貯水池，最大輸水量為60nVh，池中最高水位高于河水面15m,泵中心吸入口處高出 河面2.0m,管路總長140m,其中吸入管總長30m

15、均包括局部阻力的當量長度 鋼管的磨擦系數(shù) 入=0.028，河水冬季水溫10C,夏季為 25 C,密度取1000kg/m3,當?shù)卮髿鈮簭姙?8kPa；1試選一臺適宜的離心泵；2校核泵的安裝高度V0.785d260/36000.785)0.102泵的性能參數(shù)如下表：型號流量Qm/h揚程Hm允許汽蝕余量NPSHr, m效率n%軸功率NkW電機功率kWIS80 - 65 -60293.0726.597.5160IS100 - 80 -60244.0675.8611.0125那么水在管內(nèi)的Re為:Re0.10 2.12 10001.3 10 J= 1.63 105為湍流管壁的相對粗糙度為Po=98kPa

16、, pv=3.167 kPa,(NPSH)r = 3.0mH f (0 4)Vedu2302.1220.0281.92m2g0.10 2 9.81那么允許安裝高度為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，查圖得入=0.028，那么Hf所以，He=15+9=24m選用IS80 65- 160更為適宜，其原因是： a在泵正常流量與最大流 量下效率都較高；b、流量和揚程有一定裕

17、度，調(diào)節(jié)余地大； c、電機功率匹配適當，可長期 在較高的功率因數(shù)下運轉(zhuǎn)。然后還應當校核泵的安裝高度是否滿足要求。2校核安裝高度要求安裝高度為2.0m，允許安裝高度為“詩埠一 NPSHHf0式中，po=98kPa,由表查，按25C查得水的飽和蒸汽壓為 3.167kPa , NPSHr=3.0mP0Pv-_(NPSH)r _H f(0)g故此型號的泵合用，但其進口內(nèi)徑為 80mm出口內(nèi)徑為65mm因此進出口都應 使用錐形管同© 108X 4管相連接。4. 10分擬在9.81 x 103Pa的恒定壓強差下過濾某懸浮液。該懸浮液由直徑為0.1mm的球形顆粒狀物質(zhì)懸浮于水中組成，過濾時形成不可

18、壓縮濾餅， 其空隙率為60%水的粘度為1.0 x 10-3Pa - s，過濾介質(zhì)阻力可以忽略，假設每 獲得1m濾液所形成的濾餅體積為0.333m3。試求：1每平方米過濾面積上獲得 1.5m3濾液所需的過濾時間；2假設將此過濾時間延長一倍，可再得濾液多少?所以所以解：1求過濾時間過濾介質(zhì)阻力可以忽略的恒壓過濾方程為單位面積獲得的濾液量q=1.5 m3/ m2Pr'vs=0 , r'=r =常數(shù)，那么K 士Mrvi332Pa,=1.0X 10 Pa s, v=0.333m /m5a21-汀，又濾餅的空隙率 & =0.66 6d _0.1 10-過濾常數(shù) 對于不可壓縮濾餅, p=9.81 X 103|r根據(jù)式3-37知nd2a =3d 球形顆粒的比外表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過濾時間加倍時增加的濾液量于=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即每平方米過濾面積上將再得0.62m3