生物化工复习辅导

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1、现代生物化学工程学基础复习辅导（一）☆题型与权重★选择题30%单项、多项混杂；着重考查基本概念和基础知识★简答题20%着重考查有关基本概念和基础知识★计算10%着重考查工程学最基本的有关计算问题★讨论题40%★认真复习总结★勤思考、多练习专业选修课程——考查、开卷考试卷长度——120mit☆考核与长度★允许带计算器、作图工具★遵守考试纪律、杜绝作弊★考试时间——18周（星期？）一、考试说明1.考试2.学业成绩评定☆成绩评定基本原则以期末卷面考试（开卷）成绩为主，兼顾平时考查（包括考勤及作业考查），关注考察学生的学习态度、特点和能力。☆权重★期

2、末考试成绩占70％★平时考查成绩占30％☆调整权重或免考★能对学科中的某些问题提出建设性的看法或论述，可根据其价值适当增加“平时考核”成绩的权重。★对学科中有关问题提出的看法或论述有独到之处，并能基本掌握课程的基本原理，经任课教师考查认可，报教务处批准，可免考并直接评定学业成绩。二、知识体系化学工程学生物工程学动量传递工程热量传递工程质量传递工程化学生物反应器工程发酵工程酶工程细胞工程基因工程“三传一反”“现代生物技术”现代生物化学工程学☆物料衡算方程——连续性方程稳定流动的流体，单位时间内，通过管道各横截面的质量流量为一常量。Ws1=Ws2=

3、Ws3=常量三、问题复习讨论1.计算题动量传递热量传递质量传递☆能力衡算方程——柏努利方程ρgHe+h1++=Hf+++h2u122gp1ρgu222gp212p1u1p2u2h1h2基准面h1=Hf+u222g例1如图所示，某高位槽水面距出水管口垂直距离为10m，出水管为φ60×3，水在流动过程中的压头损失Hf=5m（水柱）。求高位槽每小时的送水量。——2007级期末考试题10m解析以出水管中心线为基准面，其能量衡算方程为：ρgh1++=Hf++u122gp1ρgu222gp2h1基准面p大p大u1≈0u2u22=2(h1-Hf)g=2×(1

4、0-5)×9.81=98.1u2=9.9(m/s)φ60×3（mm）则，高位槽的送水量为：VS=u2·A=u2·π/4·d2=9.9×π/4×0.0542=0.023(m3/s)=82m3/h60mm3mmd=54mm=4u1=4u2例2如图所示，某理想流体以u1的流速稳定通过A截面流入管道，以u2的流速从B截面流出。若管径dB=2dA，则（）A.4u1=u2；B.2u1=u2；C.4u2=u1；D.2u2=u1——2006级期末考试题ABdAdBu1u2解析Ws1=Ws2=Ws3=常量或：u1ρ1A1=u2ρ2A2对于管道中稳定流动的“不可压

5、缩的流体”有：u1A1=u2A2或：u1d12=u2d22即：u2u1=d22d12由题目可知，dB=2dA；即：u2u1==dB2dA24dA2dA2☆传导传热（平面壁）Q=·ΔtAaiλiΣt1tx1xt2t3t4x2x30Aa1a2a31.计算题动量传递热量传递质量传递☆平均温度差（逆流、顺流）（对数平均值）Δt2Δtm=Δt1-Δt2lnΔt1T1T2t1t2逆流操作T1T2t2t1顺流操作错流操作T1T2t2t1t1t2T1T2折流操作例3某炉壁为耐火砖砌成（可视为平面壁），其壁厚为250mm。炉膛中火燃烧稳定后，其炉内壁温度为700

6、℃，外壁温度为120℃，耐火砖的导热系数为0.9W／K·m。求其单位面积炉壁的散热速率。——2005级期末考试题解析单层平面壁传导传热Q/A=(t1-t2)λaat1t2AQ=(700-120)0.90.250=2088（W/m2）=2.1kW/m2250mm=0.25mΔt2=T2-t1=60-20=40（K)Δt1=T1-t2=120-40=80（K)☆逆流操作解析Δt2Δtm=Δt1-Δt2lnΔt1T1T2t1t2例4某换热器内冷、热两流体采取逆流操作。已知，热流体的进、出口温度分别为T1=120℃，T2=60℃；冷流体的进、出口温度分

7、别为t1=20℃，t2=40℃，求其平均温度差。——2005级期末考试题Δtm=80-408040ln=57.7(K)=58K若将例4的操作改为顺流操作，冷、热流体的进、出口温度不变，求其平均温度差。解析Δt2Δtm=Δt1-Δt2lnΔt1Δt2=T2-t2=60-40=20（K)Δt1=T1-t1=120-20=100（K)T1T2t2t1=49.7(K)=50KΔtm=100-2010020ln则：顺流操作的平均温度差小于逆流操作的平均温度差2.讨论题生物工程学发酵工程酶工程细胞工程基因工程例1现代生物化工生产的基本工艺路线生物材料材料预

8、处理分离提取浓缩纯化干燥生化产品发酵工程发酵液酶工程细胞工程基因工程例如，胃蛋白酶粉的生产工艺路线：胃粘膜浆绞碎、浆化(猪胃粘膜底部)胃粘膜材料的预处