《流体机械原理》思考题
《流体机械原理》思考题
1.绘制水轮机的分类图表
2.绘制水泵的分类图表
3.水轮机的主要过流部件有哪些？各部分的主要作用是什么？作用原理是什么？有
哪些主要的形式？
P30 P57（原理）(与ppt对照看)
答：水轮机的主要过流部件有：引水室，导水机构，转轮，尾水管。
①引水室的作用是将水流按所需要的速度（大小和方向）引入转轮。其原理是引
水室内速度矩保持不变。主要形式：开式引水室，闭式引水室。
②导水机构作用是控制和调节水轮机的流量，以改变水轮机的功率，适应负荷的
变化；在非蜗壳式引水室中，导水机构还用来改变水流方向，以适应转轮需要。其原理是导叶转动，改变了水流的方向及过水断面的大小，从而改变流量大小。主要形式：径向导水机构（圆柱式），斜向或圆锥式导水机构，轴向或圆盘式导水机构。 ③ 转轮作用是改变水流方向并产生能量。其原理是水流对转轮叶片做功，使水的
动能和压力能转换为转轮机械能。主要形式：混流式，斜流式，轴流式（定桨
式和转桨式）。 ④ 尾水管作用是将离开转轮的水引导至下游并利用转轮出口水流的部分能量。原理是能量守恒（伯努利方程）原理。主要形式：直锥式，弯管，肘形。
4. 水泵的主要过流部件有哪些？各部分的主要作用是什么？作用原理是什么？有哪
些主要的形式？
P32 P62（原理）（与ppt 对照看）
答：水泵的主要过流部件有：吸水室，叶轮，压水室（扩压元件）。
① 吸水室作用是按要求的速度和方向将流体引入叶轮。其原理是吸水室中速度矩
不变和连续性原理。主要形式：直锥管形（包括喇叭形），弯管形，半螺旋形，环形。 ② 叶轮的作用是改变流体流动方向并对流体做功。其原理是功能转换原理。主要
形式：离心式，混流式，斜流式，轴流式。 ③ 压水室的作用是将从叶轮流出的流体收集起来并送往下一级或管道中，同时将
其部分速度能转换成压力能以进一步提高压力。原理是连续性定理和动量矩守
恒定理。主要形式：蜗壳，环形吸出室，叶片式扩压器（径向导叶），无叶扩压器，组合式，空间导叶，轴向导叶。
5. 水轮机的轴功率、液流功率，输出功率有何区别？如何换算？
P86
答：轴功率为水轮机转轮获得功率：Pth=ρgQvthHth
液流功率为水轮机的输入功率：Pf=ρgQvH
输出功率为电动机获得功率：P=Pth —ΔPm （机械损失）—ΔPr （圆盘损失）
6. 水轮机内的主要损失是什么？各损失与水轮机效率间的关系如何？
P77
答：水轮机内的主要损失是流动损失（水力损失）。 水力效率ηh ：
1th
h H
H H
H
η?=
=-
容积效率为ηv ：
1th v Q Q Q
Q
η?=
=-
机械效率ηm ：
1m th
th
P P P P η?=
=-
7.什么是同步转速？
答：同步转速是指旋转磁场的转速，用n0表示。定子绕组的旋转磁场与转子的转速相同（理想空载，实际运行不可能出现）。
8.水轮机的水头和泵的扬程如何定义？
P22
答：水轮机进出口断面单位重量流体具有的能量差为水头。
泵进出口断面单位重量流体具有的能量差为杨程。
9.水轮机的几个典型工作水头如何定义？
答：最大水头：是允许水轮机运行的最大净水头。
最小水头: 是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。
设计水头：是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。
加权平均水头：是在一定期间内（视水库调节性能而定），所有可能出现的水轮机
水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。
10.水轮机速度三角形的各速度分量间的关系如何分析？
P46
答：绝对速度（C）=相对速度（W）+牵连速度（U）
绝对速度轴面分量（Cm）=相对速度轴面分量（Wm）
绝对速度圆周分量（Cu）=相对速度圆周分量（Wu）+牵连速度（U）
11.何谓叶片安放角、相对液流角、绝对液流角、冲角？
P46
答：叶片安放角βb：在流面上，叶片骨线沿相对流线方向的切线与—U方向夹角。
相对液流角β：速度三角形中W和—U的夹角。
绝对液流角α：速度三角形中C和U的夹角。
冲角：相对液流角与叶片安放角的差角。P(72)
12.绘制转轮进出口速度三角形时，各速度分量或角度如何计算？
P50
答：圆周速度U：由转轮进出口直径和转速直接求出。
轴面速度Cm：由水轮机转轮流量和与轴面流速相垂直的过水断面面积求出。
绝对速度C：进口三角形：转轮进口水流绝对速度方向角α1可近似等于该工
况下导叶出口角α0；出口三角形：转轮叶片出口水流相对速度
方向角β2与叶片出口角βe2相等。
综上求出速度三角形即可求出所有速度分量与角度。
13.考虑叶片数有限、有进口冲角、有叶片排挤时速度三角形各分量该如何确定？
答：圆周速度U：由转轮出口直径和转速直接求出
轴面速度Cm：由流量和考虑排挤系数（叶片数有限）时过水断面面积求出
（水轮机：Cm1=Qηq／(πDBK) 水泵：Cm1=QηqK／(πDB) ）
相对液流角：由叶片安放角和进口冲角求出
( 水轮机：Δβ1=β1—β1e 水泵：Δβ=β1e—β1 )
综上可求出三角形各分量。
14.水力机械基本方程代表了什么物理意义？
P51
答：
（1）水力机械的基本方程（欧拉方程），实质是能量平衡问题。即在不考虑损失的情况下，每单位重量的流体从叶片所获得的能量或者传递给叶片的能量。
（2）流体流经叶片，若获得能量（工作机），速度矩增加；若减少能量（原动机），速度矩减少。若Hth=0,即外力矩M=0，表明没有叶片作用，此时流体的速度
矩保持常数。因此基本方程建立了流体能量和运动参数之间的关系。
（3）由基本方程知，动叶片与流体交换的能量，与叶片进出口速度矩的差值及角速度有关。所以对于径流或混流式机组，工作机多为离心流动, r2 >r1; 原动机
多为向心流动，r1> r2。对于轴流式机组，r1= r2，能量的转换取决于周向
速度的增减。
15.一般认为水轮机和水泵最优工况时进出口液流有何特点？此时基本方程可写为何
种形式？
答：水轮机（P74）:
最优工况时液流无冲击进口（β1=βb），法向出口（α2=90o）。
基本方程：g?Hth=Cu1?U1
水泵（P72）：
最优工况时叶轮叶片进口无旋，无冲击进口，扩压器叶片进口处无冲击进口。
基本方程：g?Hth=Cu2?U2
16.在偏离最优工况时速度三角形与最优工况时有何区别？这会对水轮机或水泵的水
力性能有何影响？
P72
答：偏离工况下，机器效率会下降，偏离严重时，还会出现振动，空化等现象，甚至根本不能运行。
17.滑移产生的原因及其带来的影响是什么？
P92
答：滑移是由叶片数有限而使叶片导向能力减弱引起的。轴向旋涡是径流或混流式叶轮中导致滑移更主要原因。
影响：①滑移引起的无限叶片数理论扬程的减少与损失不同。滑移→叶
轮输出（原动机）或输入功率（工作机）减少→叶轮转换能量的
功能下降。
②滑移→流动状态变化→引起附加损失。
（滑移知识点：定义一：б=1—ΔCu2／U2 定义二：μ=Hth／Hth∞
对水轮机：出口实际相对液流角大于安放角，Cu2 增加，理论水头减少。
对水泵：出口实际相对液流角小于安放角，Cu2 减少，理论扬程减少。）
18.反击度是如何定义的？它与转轮（叶轮）的形状有何关系？
P96
答：定义：叶轮的势水头（势扬程、静压升）与理论水头（理论扬程、理论压升）的比为叶轮的反击度。
反击度与转轮（叶轮）形状关系：
前弯叶片(βp>90o)：0<Ω<0.5,流道扩散大，损失大，对相同的Hth ，转轮D 小。 径向叶片(βp=90o)：Ω=0.5 后弯叶片(βp>90o)：0.5<Ω<1,流道扩散小，损失相对小；对相同的Hth ，转轮D 大。
19. 通过改变活动导叶参数来调节流量和功率的方式有哪些？举例说明。
P59 答; 可以通过改变B0，α0，βb2可以调节流量和功率。例如：在现代水轮机中，通常采用改变α0的方法，在转桨式水轮机（轴流、斜流）中，则同时改变α0和βb2。
20. 设蜗壳内的流动为平面轴对称有势流，蜗壳和座环内的流动有何规律。
P57
答：蜗壳和座环内流动规律为速度矩为常数，并且径向速度与半径之积为常数。
21. 尾水管的回能系数如何计算？何谓动态真空和静态真空？
P60
答：
动态真空：转轮出口出2、尾水管出口5两处动能差引起的2处压强P2的减小值。 静态真空：转轮出口与下游水面的高度差Z 引起的2处压强P2的减小值。
22. 水力机械的相似判据是什么？两流动相似的必要和充分条件是什么？
P106
答：水力机械的相似判据是：在几何上，长度成比例，角度相等 ；
物理现象中，标量相似，矢量相似。
两流动相似的必要条件是：两流动比转速相等。
两流体相似的充分条件是：在几何相似的条件下，相似准则对应相等。 （斯特劳哈尔数 Srp=Srm Sr=L ／c ·t 欧拉数 Eup=Eum Eu=P ／ρ·c 2 弗劳德数 Fr=c 2／g ·L
雷诺数 Re=c ·L ／ν=ρ·c ·L ／μ）
23. 水轮机的四个相似定律指的是什么？有何意义？
22
552225
222
222c c c h g g
c g ααηα---?=2
2
2200
2
2
2βηπαωωηctg K A r B ctg r gH Q q s ++=1p p p c
th th th th
H h p H H H h p Ω==-==
答：水轮机第一相似定律（相似水轮机在相似工况下转速换算关系）：
水轮机第二相似定律（相似水轮机在相似工况下流量换算关系）：
水轮机第三相似定律（相似水轮机在相似工况下功率换算关系）：
水轮机第四相似定律（相似水轮机在相似工况下力矩换算关系）：
24. 水轮机和水泵的各单位参数如何定义？单位是什么？
P109
答：水泵单位参数：
①流量系数：将Sr 的倒数定义为流量系数（Φ=Q ／n ·D 3）
②压力系数：在欧拉数表达式中，取叶轮直径D 为特征长度，取机器全压为特征 压力，取叶轮的圆周速度U2为特征速度，所得表达式即为压力系数 （Ψ=H ／(D 2·n 2)）
③功率系数：流量系数和压力系数的乘积（
）
水轮机参数：
①单位转速(r ／min)：将压力系数的平方根的倒数定义为单位转速（ ）
②单位流量(m 3／S)：流量系数与单位转速的乘积（ ）
③单位功率（KW ）：将单位流量带入功率表达式中得到( )
25. 为什么说“不考虑雷诺数的影响，同一台离心泵在转速变化时相似工况位于一条抛
物线上”？ P111
答：在不考虑雷诺数时，对不同转速a ，b 两点，根据水泵相似关系换算得：
Qv,a/Qv,b=na/nb Ha/hb=na 2/nb 2 由此得：H=kQ 2（系数k 在不同工 况时不同），所以，转速变化时相似工况位于一条抛物线上。
26. 水力机械比转速如何定义？与单位参数间有何关系？
P125
答：定义一：将单位转速和单位功率表达式中消去直径D 所得表达式为比转速 定义二：比转速是相似流体机械在相似工况下工作时，当水头（杨程）为1m 、
功率为1KW 时流体机械所具有的转速。
比转速与单位转速和单位功率关系（水轮机）：
222111H D n H D n =
2
2
221211H D Q H D Q =2
3
22
1311H D M H D M =32
22231211H D N H D N =
35n
D N
=λH nD n 11
1=H
D Q
Q 21
1
1
=1
1N N =
（m·KW）比转速与流量系数和压力系数关系（水泵）：
27.水力机械按比转速从低到高是如何分类的？水力机械的比转速与水力性能、几何参
数间有何关系？
P127
答：水力机械按比转速从低到高分类（ns↑H↓Q↑）：
水轮机：切击式，（斜流式，）混流式，轴流式
水泵：离心泵，混流泵，轴流泵
比转速与水力性能：
低比转速流体机械最优工况点在高水头（扬程或全压），小流量。
高比转速流体机械最优工况点在低水头（扬程或全压），大流量。
比转速与水力损失：高比转速流体机械流道较短，较小，叶片较平顺，叶片的水力损失较少，而由于流量较大，对水轮机转轮出口的动能增加，要求尾
水管的回能系数增加。对泵和风机，叶轮进口速度较高，对吸入室要求较
高。低比转速水轮机流道较长，较大，叶片较弯，叶片的水力损失较大。
比转速与机械损失：在同样功率时，高ns机组叶轮直径小→机械损失↓
在同样直径和转速时，机械损失相近，但高ns机组流量大，功率大→相
对机械损失↓。
s
n↑?↓
一般地相对机械损失
比转速与容积损失：高ns机组水头（杨程）低，流量大，间隙两端压差小
→容积损失↓。
s
n↑?↓
一般地容积损失
比转速与几何参数：转轮的进出口直径比随比转速的增加而增加。
转轮高压边相对高度（和导叶相对高度）随比转速的增加而增加。
一般低压侧的安放角约为（15o~25o），因此，高比转速水力机械的高压
边安放角较小，叶片较平顺，而低比转速水力机械却相反。
28.水力机械内损失包含几部分？各部分损失与流量、水头（扬程）、功率间有何关系？
P129*
答：水力机械损失包含：流动损失（摩擦损失和冲击损失），容积损失，机械损失。
流动损失：摩擦损失与流速平方成正比，冲击损失与流量偏离最优工况程度的平方成正比。流动损失与流量，水头等不是单调的，有一最小值。
容积损失：水头（杨程）低，流量大，间隙两端压差小→容积损失↓。
机械损失：在同样直径和转速时，机械损失相近，流量大，功率大→相对机械损失↓。
5
4
s
n n
H
===
q
n=
p e
β
s
p
D
D
1
B
D
p
p
B
D
se
β
p e
β
29.在效率换算时，模型效率用什么工况的效率？
P127
答：在功率换算时：
水轮机，模型效率用最优工况（最优单位转速时的最大功率的工况）的效率。
水泵，模型效率用最高效率（全压效率）的工况。
30.水轮机或水泵空化发生的条件？
答：空化发生条件是：水轮机或水泵内压力最低点的压力Pk≤Pv（Pv=2400Pa）。
31.水轮机空蚀的分类和典型发生部位？
P139
答：按空化发生的部位分分类：翼型空化，间隙空化，局部空化，空腔空化。
按空化发生的过程分分类：空泡空化（游动型空化），薄膜空化（带状空化），
脱流空化，超空化。
水轮机转轮发生部位（一般为翼型空蚀）：轴流式—叶片背面
靠近轮缘和出口边；混流式—叶片背面（靠近出口边、下环和进
口）和下环立面。
水泵常见空蚀区域：离心泵—进口边背，面及后盖板上。轴流泵—进口边背面
及靠近轮毂处、导叶进口边背面及转轮室。
32.水泵空蚀的典型发生部位？
P145
答：水泵空蚀典型部位：离心泵—进口边背，面及后盖板上。轴流泵—进口边背面
及靠近轮毂处、导叶进口边背面及转轮室。
33.空蚀和泥沙磨损有何区别和联系？
答：区别：
泥沙磨损：1、破坏形态：划痕或麻点—沟槽—鱼鳞坑---穿孔---出水边锯齿型沟槽
2、金相：金属的金相组织不变，仍具有金属光泽。
3、发生部位：一般发生在叶片的正面，严重时在叶片背面也可能发生。
空蚀破坏：1、破坏形态：海绵状针孔—蜂窝状透孔---穿洞。
2、金相：金属组织变疏松，金相破坏，表面灰暗。
3、发生部位：一般发生在叶片的背面，叶片正面也可能发生。
联系：
水流中的泥沙改变了清水的物理性质和流动特性，使水的空化压力发生变化，空蚀提前发生。泥沙等杂质的存在增加了水流中的气核，促进了空蚀。原本不易发生空蚀的部位，由于冲蚀作用造成材料表面凹凸不平，亦发生空蚀。空化的出现，增大了水流的紊流程度，加速了泥沙的充蚀作用。空泡溃灭时，冲击压力波的反复作用引起材料疲劳破坏，为泥沙冲蚀创造了条件。总之，冲蚀与空蚀相互作用，加大了磨蚀破坏。
34.水轮机的空化系数和装置空化系数如何定义？分别与哪些因素有关？
P153 答：空化系数：
装置空化系数：
与水力机械的机型、运行工况（ ）有关，而与其的运行水头（扬程） 无直接关系。 只与水力机械的安装高度和水头（扬程）有关。
35. 水轮机的安装高程如何确定？
（P158）答：
36. 水轮机的吸出高度、允许吸出高度有何区别？水泵的吸入高度和允许吸入高度，吸
入真空度有何区别。 答：
水轮机：吸出高度，在一定空化系数条件下，不发生空化的吸出高度，高于这个
高度，水轮机可能发生空化。 101010()900900900
s sk s p s s H H H H k H H
H H σσσσσ≥???
=--=--=--+?允许吸出高度，是位置允许的最大距下游水位的距离。
取，确保安全。允许吸出高度：
注：水轮机在下游水面之上，＞０；水轮机在下游水面之下，＜０
2
2
22l
l
v
r r W V h N PSH g g
H H H λησ+?===
()
()1a v a v
k a sk a a p P P P P
Z Z H h N PSH k k H H H H σσγγγγ
σσ-----?=====>σ11
11,n Q p σ11121201()()/2/2
sz sz s sz s sz s sz s sz s H H H H k D k H H k D k H H b H H D =+=+=+=-水
轮机安装高程:安装基准面到下游水面的距离,取决于允许吸出高程（H ）。位
置规定：对
轴流式：导叶中心线到下游水位的距离。为系数，与型号有关对
斜流式：导叶底环平面到下游水位的距离。为系数，与型号有关对
混流式：导叶中心线到下游水位的距离。对卧轴式：转轮轴线到下游水位的距离。a v
sk
P P H k H σσγγ
=--?
水泵：吸入高度，与泵安装高度的基准面相同，即S SZ H H =。 允许吸入高度：不发生空化的最大吸入高度。
2
02
022s s
s sz s a
s
a
s
s sz s H P C P H h g
P P P P C H H h g
γ
γγ
γγγ--+
=--?=
-
=
-++?+
泵的吸入真空度（）：低压侧（入口）的真空度将液体吸入吸水室。
因为：
定义：
37. 水泵的吸出高度如何确定？
（P159）答：
吸入高度由安装高度确定。
38. 预防汽蚀和改善汽蚀性能有些什么途径？
答：
一、合理设计结构和翼型 。二、采用抗空化材料。三、合理选择安装高程。四、合理选择运行范围。五、采用适当的补气装置。六、阴极保护法。
39. 轴向力的由来？减小轴向力的主要措施有哪些？
答：
轴向力是由于叶片两侧沿轴向存在压力差而产生的。
措施：1，减压孔或减压管。2，背叶片。3，转轮（叶轮）的对称布置。
40. 开式和闭式试验台各有何特点？适合何种试验？
（P285，P287）答：
开式试验台装置系统的进口、出口均是开式的，即与大气相通。主要用于流体机械能量特性试验即效率特性试验，此外还可进行强度及力特性试验以及过流部件结构试验研究等。
闭式试验台装置系统是循环封闭系统，即与大气相隔绝。可用于能量试验，又可进行特殊要求的试验，如水泵或水轮机的空化特性试验等。
41. 做水力机械的能量实验时，需要测量哪些参数？测量步骤如何？
（P285）答：
42.做水力机械的空化实验时，需要测量哪些参数？测量步骤如何？
答：测量参数及步骤：
1) 对某一工况（H,n,a）,做能量校核试验，计算（n1’,Q1’,η）等参数
2) 保持工况不变，降低尾水压力（Pa）,逐次纪录Q,N,η等参数，直致功率明显下
降（发生汽蚀）。计算每点的（n1’,Q1’,N1’,η，σp）等值。空化时：σp<σ
3) 逐次提高尾水压力（Pa），重复2步。直至汽蚀现象完全消失。按一定规律改变
工况，重复1，2，3步。
43.混流式水轮机和转桨式水轮机的综合运行特性曲线由哪些曲线组成？
（P282）答：
混流式综合特性曲线：等效率线，等开度线，等空化系数线，5%功率限制线。
运转特性曲线：等效率线，等吸出高度线，5%功率限制线。
转桨式综合特性曲线：等效率线，等开度线，等空化系数线，等叶片转角线。
运转特性曲线：等效率线，等吸出高度线，功率限制线（空化限制）。
44.水轮机的综合特性曲线形状与水轮机的比转速有什么关系？各类水轮机适合用于
什么类型的电站？为什么？
（P282）答：
a) 等开度线的斜率：高比转速：单位流量随单位转速的增加而增加；低比转速：
单位流量随单位转速的增加而减少。
b) 最优工况点：高比转速水轮机的最优工况点单位转速和单位流量都较高。低
比转速水轮机的最优工况点单位转速和单位流量都较低。
c) 最高效率圈形状：高比转速水轮机的最高效率圈较狭长陡峭；低比转速水轮
机的最高效率圈扁平；中等比转速水轮机最高效率圈位于二者之间。
45.水轮机的工作特性曲线有哪些？特征点的物理意义？
（P277）答：
工作特性曲线有：功率与流量关系曲线（P—qv），效率与流量关系曲线（η—qv）
特征点：①Qk（空载流量），功率为零时，流量不为零，对应空载开口。
②Qnp（极限流量），流量为此时，功率达到最大，为极限功率。
③Q0（最优流量），流量为此时，效率达到最高。
46.水轮机的空载流量、空载水头的意义？
（P278）答：
空载流量：功率为零时的流量。此时流量很小，水流作用与转轮的力矩仅能克服阻力而维持转轮以额定转速旋转，没有输出功率。
空载水头：功率（转速或流量）为零时的水头。此时能量完全用于克服转轮阻力。
47.什么是飞逸工况、飞逸转速？如何计算飞逸转速？如何防止发生飞逸？
（P279）答：
飞逸工况：一定水头和开度下，负荷力矩为零时的工况。
飞逸转速：一定水头和开度下的最大转速。（飞逸工况下的转速）
计算：
防止：在停机关闭导叶时，先以较快速度关到一定程度，然后缓慢减小开度直至全部关闭。
48.水轮机的编号规则？（ppt最后一讲）
答：类型比转速表示的水轮型号主轴布置形式引水形式以厘米表示的转轮直径49.水轮机选型计算时中直径、转速计算公式中，流量、水头等参数应如何取值？
50.水泵的特性曲线包含哪些曲线？不同比转速的水泵特性曲线有何差别，对泵运行有
何影响。
（P276）答：
特性曲线包括：线性（工作）特性曲线（理论扬程曲线（Hth—qv），实际扬程曲线（H—qv），功率流量曲线（p—qv），效率流量曲线（η—qv），不同
比转速下曲线（H，np—qv））
综合特性曲线（以Qv—H（p，h，ε）坐标下的等转速线）
低比转速水泵的效率随负荷的变化小，高效工作区宽；高比转速水泵的效率随负荷的变化较为剧烈，高效工作区较窄（原因：高比转速的流道宽，轴面上不同流线上流动情况差别较大，非设计工况下，易于产生二次流动使损失增加）。
51.水泵的串并联运行的特点。
（P300）答：
串联特点：流量相等，扬程为相同流量时各泵的扬程之和。
并联特点：扬程相等，流量为相同扬程时各泵的流量之和。
52.旋转失速现象如何解释。
（P294）答：
流量减小，叶片背面出现流动分离，对流动形成阻塞作用，导致水力损失大大增加，扬程急剧下降，并造成机器运行不稳定，导致旋转失速。
53.水泵轴向力可用哪些方法平衡？
答：
1，减压孔或减压管。2，背叶片。3，多级泵的平衡鼓。
4，节段式多级泵的平衡。5，叶轮的对称布置。
54.推导泵的理论扬程-流量曲线，画图描述泵的无穷叶片数假设下的扬程-流量曲线至
实验得到的扬程-流量曲线的过程。
（P276有推导）
55.水泵的运行工况点如何确定与调节？
（ppt第十八讲泵的运行特性：3—工况调节）
56.具有驼峰的水泵特性曲线在什么情况下运行是不稳定的？
答：
驼峰曲线存在一极大值点，在该极大值的左侧，扬程随流量的增加而增加，运行是
不稳定。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对 流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什 么？这一高度的物理意义是什么？ 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观 察其的液位高度H / 并回答以下问题： （1） 各H / 值的物理意义是什么？ 答：当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲；当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静；两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 （2） 对同一测压点比较H 与H / 各值之差，并分析其原因。
答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大？ （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 （m/s ） C 点全开时的流速： 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 （m/s ） 实验二：雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象，列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程，并提供数据完整的原始数据表。 答：根据观察流态，层流临界状态时流量为90（ l/h ）
仪器分析课后习题答案
第十二章 【12.5】 如果要用电解的方法从含1.00×10-2mol/L Ag +,2.00mol/L Cu 2+的溶液中，使Ag+完全析出(浓度达到10-6mol/L)而与Cu 2+完全分离。铂阴极的电位应控制在什么数值上？（VS.SCE,不考虑超电位） 【解】先算Cu 的 起始析出电位： Ag 的 起始析出电位： ∵ Ag 的析出电位比Cu 的析出电位正 ∴ Ag 应当先析出 当 时，可视为全部析出 铂阴极的电位应控制在0.203V 上,才能够完全把Cu2+ 和Ag+分离 【12.6】 （5）若电解液体积为100mL ，电流维持在0.500A 。问需要电解多长时间铅离子浓度才减小到 0.01mol/L ？ 【解】（1）阳极: 4OH - ﹣4e - →2H 2O+O 2 Ea θ =1.23V 阴极：Pb 2+＋2e - → Pb Ec θ =﹣ 0.126V ()220.059,lg 0.3462 Cu Cu Cu Cu v ??Θ++ ??=+ =??(,)0.059lg[]0.681Ag Ag Ag Ag v ??Θ++=+=6[]10/Ag mol l +-=3 3 -63 SCE =0.799+0.059lg10=0.445v 0.445v-0.242v=0.203v ????'=-=
Ea=1.23+(0.0592/4)×4×lg10﹣5=0.934V Ec=﹣0.126+（0.0592/2）×lg0.2=﹣0.147V E=Ec﹣Ea=﹣1.081V （2）IR=0.5×0.8=0.4V （3）U=Ea＋ηa﹣（Ec＋ηc）＋iR=2.25V （4）阴极电位变为：﹣0.1852 同理：U=0.934+0.1852+0.77+0.4=2.29V （5）t=Q/I=nzF/I=（0.200-0.01）×0.1×2×96487/0.500=7.33×103S 【12.7】 【12.8】用库仑滴定法测定某有机一元酸的摩尔质量，溶解 0.0231g纯净试样于乙醇与水的混合溶剂中, 以电解产生的 OH-进行滴定，用酚酞作指示剂，通过0.0427A 的恒定电流，经6min42s到达终点，试计算此有机酸的摩尔质量。【解】 m=（M/Fn）×it t=402s；i=0.0427；m=0.0231g；F=96485；n=1 解得 M = 129.8g/mol
发酵工程思考题(含答案)
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择 价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
流体机械原理课后解答 张克为
流体机械原理作业解答 p41习题一： 一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要，拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站，该企业每天对电能的需要为：14h 为P 1=8MW ；10h 为P 2=40MW 。假定该企业可以从电网中获得的电功率Pv 是常数，已知：水轮机的总效率 0.91 P P T η==／电 水 ，泵的总效率0.86P P P η==／水电 ，压力管道的损失6H m ?=，电站的静水头200H m st =。为简单计，假定H ?和H st 为常数，其它损失忽略不计。假定该装置中 水的总量为常数（上游无来水，下游不放水，并忽略蒸发泄漏），试求：①必需的P V 值。 ②泵与水轮机的工作参数V q ，H ，P 水 。③上游及下游水池的最小容积V 。 解： 从电网中获得的电能不足时，用水轮机发电补充；从电网中获得的电能有多余时，用于泵去抽水蓄能。 2 2 ()*V st V T P P P g H H q ρη-=-?水轮机轴功率 ＝ 11 ()*V st V P P P P g H H q ρη-=?水泵轴功率 ＝＋／ 1 2 V V V q q 1 2 ＝t =t 40194*14*0.91*0.86 1.0328206*10 V V P P -==- 408*1.032 23.751 1.032 V P += ≈+MW 2 (4023.76)*10009.399.8*194*0.91V q -==m3/s ，1 6.71V q = m3/s 对水轮机：29.39V q =m3/s ；2194H m =， 4023.7516.25P =-=轴 MW ，17.85P ηT 水 轴 =P ／＝MW ， 对于泵：1 6.71V q =m3/s ；1206H m =，1)*13.55P P P η-V 水 =(P ＝(23.76-8)*0.86=MW ，15.76P =轴 MW V ＝5 6.71*3600*14 3.38*10=m3
化工原理课后答案
第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力
仪器分析思考题(附答案)概要
《仪器分析》思考题 第一章绪论 1.经典分析方法和仪器分析方法有何不同? 经典分析方法：是利用化学反应及其计量关系，由某已知量求待测物量, 一般用于常量分析，为化学分析法。 仪器分析方法：是利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法，用于微量或痕量分析，又称为物理或物理化学分析法。 化学分析法是仪器分析方法的基础，仪器分析方法离不开必要的化学分析步骤，二者相辅相成。 2.灵敏度和检测限有何联系? 灵敏度（sensitivity ，用S表示）是指改变单位待测物质的浓度或质量时引起该方法 检测器响应信号（吸光度、电极电位或峰面积等）的变化程度. 检出限（detection limit ，用□表示），又称为检测下限，是指能以适当的置信概率 检出待测物质的最低浓度或最小质量。检出限既与检测器对待测物质的响应信号有关，又与空白值的波动程度有关。 检测限与灵敏度从不同侧面衡量了分析方法的检测能力，但它们并无直接的联系, 灵敏度不考虑噪声的影响，而检出限与信噪比有关，有着明确的统计意义。似乎灵 敏度越高，检出限就越低，但往往并非如此，因为灵敏度越高，噪声就越大，而检出限决定于信噪比。 3.简述三种定量分析方法的特点和适用范围。 一、工作曲线法（标准曲线法、外标法） 特点：直观、准确、可部分扣除偶然误差。需要标准对照和扣空白试用范围：试样的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内，绘制工作曲线的条件应与试样的条件尽量保持一致。 二、标准加入法（添加法、增量法） 特点：由于测定中非待测组分组成变化不大，可消除基体效应带来的影
响 试用范围：适用于待测组分浓度不为零，仪器输出信号与待测组分浓度符合线性关系的情况 三、内标法 特点：可扣除样品处理过程中的误差 试用范围：内标物与待测组分的物理及化学性质相近、浓度相近，在相同检测条件下，响应相近，内标物既不干扰待测组分，又不被其他杂质干扰 第二章光谱分析法导论 1.常用的光谱分析法有哪些? 分子光谱法：紫外-可见分光光度法红外光谱法分子荧光光谱法 分子磷光光谱法 原子光谱法：原子吸收光谱法原子发射光谱法原子荧光光谱法 射线荧光光谱法 2.简述狭缝的选择原则 狭缝越大，光强度越大，信噪比越好，读数越稳定, 但如果邻近有干扰线通过时会 降低灵敏度，标准曲线弯曲。 狭缝越小，光强度越弱，信噪比越差，读数不稳定, 但光的单色性好，测试的灵敏 度较高。 狭缝的选择原则：有保证只有分析线通过的前提下, 尽可能选择较宽的狭缝以保证 较好的信噪比和读数稳定性。 第三章紫外一可见分光光度法 1.极性溶剂为什么会使n n*跃迁的吸收峰长移，却使n n*跃迁的吸收峰短移?
发酵工程思考题(含答案)教学文稿
发酵工程思考题(含答 案)
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择
价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？ 答：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 选择出发菌株的要求：
王志魁《化工原理》课后思考题参考答案
第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？
《仪器分析》思考题与习题答案
第二章电化学分析法 1．电极电位是否是电极表面与电解质溶液之间的电位差？单个电极的电位能否测量？ 答：电极电位是电极表面与电解质溶液之间的电位差. 就目前为止,单个电极的电位不能测量. 2. 用离子选择性电极测定离子活度时，若使用标准加入法，试用一种最简单方法求出电极响应的实际斜率。 答：标准加入法 3. 根据1976年国际纯粹与应用化学联合会（UPAC）推荐，离子选择性电极可分为几类？请举例说明。 答：三类:晶体膜电极；.非晶体膜电极；敏化电极； 4. 电极电位和电池电动势有何不同？ 答：电池电动势等于阴极电极电位减去阳极电极电位 5.简述一般玻璃电极的构造和作用原理。 答：玻璃电极下端是由特殊成分的玻璃吹制而成的球状薄膜，膜的厚度为30~100 μm。玻璃管内装有pH值为一定的内参比溶液，通常为0.1 mol/LHCl溶液，其中插入Ag-AgCl 电极作为内参比电极。敏感的玻璃膜是电极对H+，Na+，K+等产生电位响应的关键。它的化学组成对电极的性质有很大的影响。石英是纯SiO2结构，它没有可供离子交换的电荷点，所以没有响应离子的功能。当加入Na2O后就成了玻璃。它使部分硅－氧键断裂，生成固定的带负电荷的硅－氧骨架，正离子Na+就可能在骨架的网络中活动。电荷的传导也由Na+来担任。当玻璃电极与水溶液接触时，原来骨架中的Na+与水中H+发生交换反应，形成水化层。即 -+ + + + + - Na G H = G +Na H 上式中，G代表玻璃骨架。由图可知，在水中浸泡后的玻璃膜由三部分组成，即两个水化层和一个干玻璃层。在水化层中，由于硅氧结构与H+的键合强度远远大于它与钠离子的强度，在酸性和中性溶液中，水化层表面钠离子点位基本上全被氢离子所占有。在水化层中
发酵工程课后思考题答案
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义 答：定义：发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式；或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分 答：从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 3.发酵工业产业化应抓好哪三个环节 答：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 菌种问题：纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌 合适的反应器：生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力 基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求 5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路
答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 二、思考题 1、自然界分离微生物的一般操作步骤 答：标本采集→预处理→富集培养→菌种分离（初筛、复筛）→发酵性能鉴定→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集 答：富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育自然选育在工艺生产中的意义 答：定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求 答：出发菌株定义：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 要求：★对菌株产量，形态、生理等情况了解；★生长繁殖快，营养要求低，产孢子多且早；★对诱变剂敏感；★菌株要有一定的生产能力；★多出发菌株：一般采用3~4个出发菌株，在逐代处理后，将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。 5、诱变选育的流程 答：出发菌株经纯化活化前培养（同步培养）→培养液（离心、洗涤、）→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养（中间培养）→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验 筛选的关键是选择一定的特征（如菌落特征、生化特征等）去判断所筛选的菌株是我们所需要的突变株。
最新发酵工程课后思考题答案
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义？ 答：定义：发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式；或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 3.发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 菌种问题：纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌 合适的反应器：生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力 基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求 5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？ 答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 二、思考题 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集→预处理→富集培养→菌种分离（初筛、复筛）→发酵性能鉴定→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？ 答：富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 ?富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。
化工原理课后题答案部分
化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3
流体机械原理总复习
流体机械原理总复习 第一部分：流体机械概述 一、流体机械分类 ?按能量传递方向分类 ?按流体与机械的作用方式分类 ?按工作介质分类 ?其它流体机械类 二、水力机械主要部件 重点：水轮机过流部件 泵的主要过流部件 三、流体机械主要工作参数的定义 重点：1）水头、扬程、压升的定义。 2）工作机与原动机效率的定义。 第二部分：流体机械过流部件工作原理 一、流体机械过流部件图示方法（理解轴面，轴面投影图，流面、流线等概念） 二、速度三角形的意义及绘制方法 三、变工况速度三角形分析 四、流体机械基本方程（欧拉方程） 1、叶片式流体机械欧拉方程 2、理论扬程（水头） 3、第二欧拉方程 4、反作用度（反击度） 5、有限叶片数对能量转换的影响 五、水力机械其他过流部件工作原理 1、蜗壳（压水室）工作原理（速度矩为常数） 2、活动导叶的工作原理 1）流量调节方程的推导 2）水轮机流量调节方式 3、尾水管的工作原理 4、水泵的吸入室 5、水力机械过流部件内部流动特征比较（重要） 六、流体机械能量与损失分析（原动机和工作机的区别！） 1、流体机械能量分析（对原动机和工作机，各损失的分析） 2、容积损失 3、机械损失 4、水力损失 5、效率（原动机和工作机的区别！） 第三部分：相似理论在流体机械中的应用 一、水轮机单位参数 二、水泵单位参数
三、水轮机单位参数换算关系 四、泵的单位参数换算关系 五、比转速及其与水力机械几何形状、水力性能的关系 六、水力机械效率换算关系及单位参数换算 第四部分：水力机械的空化、泥沙磨损与磨蚀 一、空化的概念及空化发生条件 二、水力机械空化参数： 装置空化余量，必须空化余量，空化系数，装置空化系数，空化比转速。 吸出高度，名义吸出高度，容许吸出高度，水轮机安装高程 吸上高度，容许吸上高度 吸上真空度，容许吸上高度，泵的安装高程 泵的空化余量与叶片进口安放角的关系 三、空化的比尺效应和热力学效应 四、空化防护措施 第五部分：水力机械特性 一、水力机械力特性 二、流体机械特性曲线的分类 三、泵（风机）的特性曲线 不同比转速泵特性曲线特点 四、水轮机的特性曲线 3类线性特性曲线 模型综合特性曲线特点 真机运转综合特性曲线特点 不同比转速水轮机特性曲线特点 五、水轮机模型实验及综合特性曲线绘制方法 1）混流式 2）轴流转桨式 六、泵的模型实验及特性曲线绘制 第六部分：泵的运行特性 一、泵与管网系统的联合工作 1）管路特性曲线 2）泵的运行工况点 3）工况点稳定性分析 二、泵的串并联运行 三、泵的工况调节
化工原理思考题答案
化工原理思考题答案集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？ 答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re ≥4000时，为湍流， 2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？
答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f ∝u ，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf ∝u 2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答： 10、如图所示，水槽液面恒定，管路中ab 及cd 两段的管径、长度及粗糙度均相同，试比较一下各量大小 11、用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将如何变化？若改用转子流量计，转子上下压差值又将如何变化？ 答：孔板前后压力差Δp=p 1-p 2，流量越大，压差越大，转子流量计属于 截面式流量计，恒压差，压差不变。 12、区分留心泵的气缚与气蚀现象、扬程与升扬高度、工作点与设计点等概念 答：气缚：离心泵启动前未充液，泵壳内存有空气，由于空气密度远小于液体的密度，产生离心力很小，因而叶轮叶心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时启动离心泵也不能输送液体。 气蚀：贮槽液面一定，离心泵安装位置离液面越高，贮槽液面与泵入口处的压差越大，当安装高度达到一定值时，泵内最低压力降至输送温度下液体的饱和蒸汽压，液体在该处形成气泡，进入叶轮真空高压区后气
仪器分析思考题2016分析
复习思考题 第1章 绪论 了解一些基本概念 第2章 色谱分析 1、在气相色谱法中，用于定性的参数是什么？保留时间 2、简要说明气相色谱分析的基本原理 3、衡量色谱柱柱效能的指标是什么？用有效塔板数n 和有效塔板高度H 作为衡量柱 效能的指标。 4. 在液相色谱中，范第姆特方程式中的哪一项对柱效的影响可以忽略不计？在液相色谱中， 流动相为液体，组分的纵向扩散系数B 很小，流速 u 较高，故纵向扩散相B/u 可忽略不计。 Van Deemter 方程在HPLC 的表现形式： H=A+Cu 5.为什么可用分离度R 作为色谱柱的总分离效能指标?分离度同时体现了选择性与柱效能，即热力学因素和动力学因素，将实现分离的可能性和现实性结合起来。 6、气相色谱分析中，理论塔板高度与载气线速u 间的关系？ 随u 的增加而出现一个最小值。 7、气相色谱法使用的热导池检测器，产生信号的原理，是利用组分与流动相之间的什么性质？热导系数不同。 8、用角鲨烷分离甲烷、乙烷、丙烷时，它们从色谱柱中流出的顺序。甲烷、乙烷、丙烷。 9、分配比表示物质在两相中的什么之比。有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比 10、范第姆特方程式可以说明的哪些方面。它可以说明填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。 11、如果试样比较复杂，相邻两峰间距离太近或操作条件不易控制稳定，要准确测量保留值有一定困难的，可以采取什么方法。用加入已知物以增加峰高的办法进行定性。 12、在色谱柱中，若某组分分配到固定相中的量为m s (单位:g),浓度为c s (g ?mL -1 ),分配到流动相中的量为m L (单位:g)浓度为c L (单位:g ?mol -1 ),则该组分的分配比k 是多少。c s /c L 13．理论塔板数n 的计算式为_________ 2 2 211654.5??? ? ??=???? ? ?? =b R R W t b t n ____________________。在一定长度的色谱柱内，n 越多，h 越____小____________。 14．在相同条件下，组分1的调整保留值与组分2的调整保留值之比称为______相对保留值_____________,亦称___选择性（选择性比）______________。 15．描述色谱柱效能的指标是___(理论)_塔板数______,柱的总分离效能指标是__分离度__ ___。 16．测定相对校正因子时，若标准物质的注入量m s 为0.435μg ，所得峰面积A s 为4.00cm 2 ;
发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改版
《发酵工程工艺原理》复习思考题 第一章思考题： 1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物 在食品中的应用及对发酵食品的影响。P50 初级代谢：指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。 关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。通常在细胞生成的后期形成。 次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。 2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？ 发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。 准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备，培养基的准备，优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。 优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。后来，又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。 在发酵过程中，还要防止“不速之客”来打扰。发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量。因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。 第二章思考题： 1．食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明。 ?能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。 ?可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。 ?生长速度和反应速度快，发酵周期短。 ?副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。 ?菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。 ?对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。 2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？P17 自然突变：在自然状况下发生的突变；
流体机械原理及结构习题1
《流体机械原理及结构》思考题及习题 1、 流体具有的能量主要包括哪几个方面？ 2、 什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶片式流体机械和容积式流体机械？ 3、 试说明流体机械的效率用m l h t ηηη=η表示。 4、 总扬程为25m ，流量为3m 3/min ，泄漏量为流量的3%的离心泵以1450rpm 的转速运转时，泵的轴功率为14.76kw ，机械效率取92.0m =η，试求下列值：（1）泵的有效功率；（2）泵的效率；（3）容积效率；（4）水力效率。 5、 水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据：蜗壳进口处压力表读数P=22.6×104p a ， 压力表中心高程H m =88.5m ，压力表所在钢管直径D=3.35m ，电站下游水位?=85m ，流量q v =33m 3/s ，发电机功率P g =7410Kw ，发电机效率ηg =0.966，试求机组效率及水轮机效率。 6、 水轮机和水泵的基本工作参数有哪些？各是如何定义的？ 7、 离心泵自井中取水，输送到压水池中，流量为100 m 3/h ，吸水管与压水管直径均为150mm ，输水地形高度为32m ，若泵所需轴功率为14kw ，管路系统总阻力系数为10.5，试求离心泵装置的总效率。 8、 什么是流面、轴面？什么是轴面流线？ 9、 在分析叶片式流体机械内的流动时引入了哪些基本假设？试推导出叶片式流体机械的基本方程。 10、 何为反击系数？它有何意义？ 11、 什么在离心式叶轮出口附近的流动会产生滑移？滑移系数是怎样定义的，它与哪些因素有关？ 12、 冲击式流体机械在什么情况下，其效率最高？试推导出此时效率的表达式。 13、 什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举几种型式。 14、 流动相似必须满足的三个条件是什么？ 15、 什么是单位参数和相对参数？ 16、 什么是比转速？它有什么重要意义？试分析比转速与叶轮形状和水力性能的关系。 17、 什么是水轮机的模型综合特性曲线和运转综合特性曲线？它们各有什么重要意义？ 18、 水轮机主要综合特性曲线包括哪些内容？5%出力储备线的意义何在？为什么轴流转浆式水轮机没有呢？ 19、 试分析不同比转速的水轮机模型综合特性曲线的等开度线和等效率曲线的形状和变化规律？ 20、 何为泵的工作特性曲线和通用特性曲线？ 21、 何为水力机械的最有利工作条件？正确绘制出叶轮进、出口处的速度三角形。当其流量或水头（扬程）发生变化时，水力机械的性能将有何变化？ 22、 分析变工况下的水泵的性能分析。 23、 什么是汽蚀？汽蚀的危害有哪些？ 24、 什么水是泵汽蚀余量和水泵装置汽蚀余量？它们有什么关系？
化工原理上册课后习题及答案 (1)
第一章：流体流动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度d/ 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h与流速u的一次方成正比？哪个区域的f h与2 u成正比？光滑管流动时的摩擦损失f h与u的几次方成正比？
1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题 例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面 与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出 油品的质量。 解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。 设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当压差计中油面下移h 后，油柱高度没有变化，仍为h1，但因右侧水银面也随之下移h ，而左侧水银面必上升h ，故压差计中指示剂读数变为（R-2h ），槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为（H1-H-h ）。 当压差计中油面下移h 后，选左侧支管油与水银交界面为参考面m ，再在右侧支管上找出等压面n （图中未画出m 及n 面），该两面上的表压强分别为： g h H H p m 01)(ρ--= （ ρ为油品密度） 1-1附图 m