生物反应工程原理习题解答.pdf

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1、习题解答习题解答1 1所求产物生成速率为：r k3cES2（1）（1）快速平衡法k1cEcS k1cES1cES1k1cEcS（2）k1k2cES1 k2cES2ck2ES2kcES12将（2）式代入（3）式，有ck1k2ES2kcEcS1k2代入（1）式，得r k1k2k3kcEcS1k2（2）拟稳态法dcES2dt k2cES1k3cES2k2cES20dcES1dtk1cEcSk2cES2k1cES1k2cES10将（4）式与（5）式相加，得k1cEcS k1cES1 k3cES2 0由（4）式，则ck3k2ES1kcES22代入（6）式，解得：ck1k2ES2kcEcS1k3k1k2k

2、2k3代入（1）式，得：r k1k2k3k kkcEcS13 k1k22k32-2解所求产物生成速率为：3）4）5）6）（习题解答习题解答2 2r k3cESS k4cES（1）dcES k1cEcSk1cESk2cEScSk2cESSk3cESSk4cES0dt即k1cEcSk1k2cSk4cESk2k3cESS 0（2）dcESS k2cEScSk2cESSk3cESS0dtk c c即cESS2ES S（3）k2 k3代入（2）式，求得：cES代入（3）式，求得：cESSk1k2cEcS2（5）k2 k3k1 k4k1cEcS（4）k1k4将式（4）和（5）代入（1）式，有r 2-3解y

3、 cSrSk1k2k3k kcEcS21 4cEcSk1k4k2k3k1k40.02880.00320.03310.00490.04050.00620.04820.00800.04750.0095x cSKm 5.50103 mol/L。rmax 0.299 mol/(Lmin)，线性拟合方程，y 3.34x 1.84 102，计算结果与使用最小二乘法的结果完全相同。2-4解由，r rmaxcS0，有*Km cS0*KmrmaxrcS0r 3.98103mol/L*由，Km1cIKIKm，有习题解答习题解答3 3KIcI*Km1Km 2.02106mol/L2-5解x 1 cSy 1 rSy

4、1 rSI0.01000.03570.05880.006670.02780.04350.005000.02330.03500.002000.01540.02000.001330.01350.0164假定此反应为竞争性抑制，由L-B 法*Km111*rrmaxrmaxcS无抑制时，y 2.57x 1.03102，相关系数r 0.9996；有抑制时，y 4.90 x 1.02102，相关系数r 0.9997。*由于截距接近，rmax基本不变，rmax rmax，认为是竞争性抑制。rmax1103mmol/(L min)1.031.022102Km 2.57rmax 265mmol/L*4.90rm

5、ax 505mmol/LKmKIcIK1Km*m 2.43104mmol/L2-6解由 L-B 方程可得：*Km111*rrmaxrmaxcScI 0：x 1 cSy 1 r40.9803.030.7192.500.5992.000.5291.670.4811.330.4101.000.400习题解答习题解答4 4y 0.1580.194x，r 0.9853rmax 6.33，Km 0.194rmax 0.1946.33 1.23cI1.26：x 1 cSy 1 r41.373.031.152.500.9172.000.7691.670.7091.330.5491.000.461y 0.159

6、0.310 x，r 0.9853*rmax 6.28，Km 0.310rmax 0.3106.28 1.95cI1.95：x 1 cSy 1 r41.793.031.332.501.182.001.001.670.7811.330.7191.000.549y 0.1520.405x，r 0.9853*rmax 6.58，Km 0.405rmax 0.4056.58 2.66*基本不变，认为是竞争性抑制。rmax*rmaxrmax6.336.286.586.40mmol/(L h)3Km1.23mmol/L当cI 1.26，有KIcI*Km1Km1.26 2.15mmol/L1.9511.23当

7、cI 1.95，有KIcIK1Km*m1.951.68mmol/L2.6611.23因此有平均值：KI2-7解x 1 cSy 1 rSy 1 rSI2.151.681.92mmol/L2312.59.0116.9204.16.7612.2161.36.5410.3125.06.028.93105.35.008.00由 L-B 法，可得：习题解答习题解答5 5*Km111*rrmaxrmaxcS无抑制时，y 0.0175x 3.48，相关系数r 0.9783；有抑制时，y 0.0428x 3.49，相关系数r 0.9998。*由于截距接近，rmax基本不变，rmax rmax，认为是竞争性抑制。

8、rmax10.287mol/(Lmin)3.483.492Km 0.0175rmax 5.02103mol/L*0.0428rmax 0.0123mol/LKmKIcIK1Km*m1.38103mol/L2-8解设底物S与底物S与酶的反应速率分别为r和r。因此，r rmaxc cc c,KeqES,KIESKeqKeqcScEScES1cSKIcSrmaxc cc c ES,KI ES,KeqKeqcSKeqcEScES1cSKIcSr 由此计算可得：r rmaxcEScEScEcESrmaxcEScEScEcESr 因此2-9cSrKeqrKeqcS习题解答习题解答6 6解（1）对米氏方程r

9、i rmaxcSjKm cSjji对 Hill 方程cSjririKmcSjKm cSjri rmaxcSjnKh cSjnji（2）cSjririnKhcSjKh cSjJ r1 k2cE1C1JcSKmcSJ cE11cE1JC2J 02-10解初始投入的粗酶浓度cEC动力学参数k2166 s1kd在实际投入的酶浓度cE0下ln21.674103s1t1210103 2104kmol/m34510 0.001 dcS k2cE0expkdtdt习题解答习题解答7 7积分得：cE0又，cS cS0 cP，因此cE0cPkd 2.02107kmol/m3k21 expkdtcS0 cSkdk2

10、1 expkdt因此cE010.1%cEC3 33-1解（1）r rmaxcScS2Km cSKI将此动力学曲线作r重稳态点。（2）cS标绘，它与直线r KLacS0cSI可以相交在两点，因此有多从图上看，若令cSIKmKI，则cS0 cSI，RS0 RSI，E RSIRS01。因此，外扩散有效因子有可能大于 1。3-2解rmaxcSIScSIS2KmcSI1K S KRSIKIIErmaxcS01RS01cS02K 1Km1cS0KIKSI =SKKI KI1KKI SKI S21 DaKK K 1KK 1 DaK 1 DaIIII2习题解答习题解答8 83-3解rmax6102Da 15.

11、0KLacS00.41102cS01102 0.33Km3102 Da 115.0 1 0.33 15.67S 15.67441 111 0.19122220.3315.67cSI ScS0 0.19111021.91103mol L表观反应速率rmaxcSI61021.91103 3.60103molLsRS23KmcSI3101.9110rmaxcS061021102 0.015 RS0molLsKmcS031021102外扩散有效因子EM3-4解RS3.60103 0.220RS00.015Ep 6.01.02.761031.66molm3srmax rmaxa cOL0.181.80K

12、m0.1663 510 mdp1.2103（1）2DL22.1109 3.50106m sKL3dp1.210习题解答习题解答9 9KLa 3.501065103 0.0175 s1rmax1.66104Da 5.27106KLacOL0.01750.181过程为外扩散控制。3RO KLacOL 0.01750.183.20103molm sErmaxRO3.20103 3.00107cOL0.181.661040.10.18Km cOL（2）RepdpLuL1.2010310000.75 9000.001Sc L0.001 476LDL10002.1109KLdpDL 2.0 Rep1 2S

13、c1 3KL1.2103 2.09001 24761 392.110KL 4.13104m sKLa 4.131045103 2.07 s1rmax1.66104Da 4.46104KLacOL2.070.18过程为外扩散控制。3RO KLacOL 2.070.18 0.373mol m sErmax3-5解RO0.373 3.50105cOL0.181.661040.10.18KmcOLE 5.01031.2102 6.0105rmax rmaxmolLs习题解答习题解答1 1 0 0a 66 5103 m3dp1.210KLa 5.81045000 2.90 s1（1）cS05.0103

14、2.50Km2.0103rmax6.0105Da 0.0041KLacS02.905.01031过程为反应控制，cSI cS0。rmaxcS06.01055.0103RS RS0 4.2910533molLsKmcS02.0105.010（2）cS00.21003Km2.0101rmax6.0105Da 1.04104KLacS02.900.2过程为反应控制，cSI cS0。rmaxcS06.01050.2RS RS0 5.941053molLsKmcS02.0100.23-6解一级反应的数与有效因子，dp6rmaxDeKmRSRS0 3,由以上各式，可得1习题解答习题解答1 1 1 11dp

15、2dp11 0.11RS111coth311 312RS221coth321 3121coth311 32.000.0110.50.11coth0.311 3解得，1 6.65则，1 0.1431 0.6651 0.807若 0.95，则1 0.300，因此dp3-7解（1）Rmax（2）由题意得出：6DecOL61.8710100.25 5.30104 0.530mm3kV01.0100.300dp12.540.115mm16.6513kV01.0103 2.0104molm s5Rmax6DecOL61.8710100.25 0.0012 1.20mmkV02.01043-8解（1）习题解

16、答习题解答1 1 2 251038.4105 R RO156 1033D c31.8710810eOL3因此内扩散的影响很大。（2）由 Weisz判据0当消除内扩散限制时22 0.01281568.4105RO0 6.60103kgm3颗粒s00.0128RO3-9解（1）0.8 1031.25 103 R RS 10.45 2.0 1133DecS01.0 10 0.8522又因，因此cS00.85 0.243Km3.51，由 Weisz 判据，可认为此反应符合一级动力学特征。1（2）10.0951.25103RS0 0.132 kg/(m3s)10.0095RS由于是一级反应，kV13-1

17、0解（1）先求出总有效因子T。对零级反应，外扩散有效因子E01。下面求内扩散有效因子0。RS KLacS0cSIrmaxRS00.1320.155s1KmcS00.85习题解答习题解答1 1 3 3RS7.0103cSI cS0 0.25 0.192mol/m3KLa0.122.51037.0103 RRS14.47 2.0 93D c31.7510 0.192e SI22由 Weiszs判据02 0.138所以TE00 0.138内、外扩散阻力均已消除时的反应速率，7.0103RS0 0.0507 mol/(m3s)T0.138RS（2）用同样方法求总有效因子。2.51037.0103 RR

18、S11.11 2.0 93D c31.7510 0.25e SI22由 Weisz判据，02 0.18所以TE00 0.18仅消除外扩散阻力时的反应速率，7.0103RS0 0.0388 mol/(m3s)T0.18RS4 44-1解1 mol 葡萄糖中含有碳72 g，转化为细胞内的碳为，722 348g所以c 转化为CO2的碳量724824g所以e 48 41224 212N 平衡b0.2c习题解答习题解答1 1 4 4得b0.8H 平衡123b1.8c2d得d 3.6O 平62a0.5cd 2e得a1.8消耗 1 mol 葡萄糖生成的生物质质量424.698.4g所以98.4 0.55g

19、g18098.4YXO1.71g g1.832e2RQ 1.11mol mola1.87YXS4-2解（1）RQ作元素衡算：d0.66aC2cd 0H63b1.704 c2e0O12a0.408 c2de0Nb0.149 c0解得：a 2.917，b0.011，c 0.075，d 1.925，e2.953（2）YXSYXO（3）S24 61122 6MX22.318c0.0750.036g gMS46MXc22.318 0.0750.018g gMOa322.917习题解答习题解答1 1 5 5X141.70410.14930.40824.444-3解细胞对底物的 C-mol 得率系数YXSY

20、XSX1.316YXS(1)S山梨糖对底物则为：YPSYPPS1.013YPSS二氧化碳对底物则为：YCCSYCS 0.691YCSS由式(2)和式(3)可得：1YXS1.013YPS 0.691YCS又因为YCSd 44Y180.18PScYdCS0.2442cYPS代入式(4)，可得：1YdXS0.1687c1.013YPS式(1)和式(5)相加，得出：Y11.316YXSPS0.169dc1.013由于XS 0.90，则c0.90。又由d aRQ，代入上式，得到：Y11.316YXSPS0.188aRQ 1.0134-4(2)(3)(4)(5)习题解答习题解答1 1 6 6解（1）lnc

21、Xt如下图所示。（2）选取t 330 h的（lncX,t）数据对作线性拟合，得出：max 0.151h1,相关系数 r 0.99494-5解（1）YXS（2）以 2h 为时间间隔对动力学数据进行计算，结果如下表：cX0.0110.0940.6750.7901.432.400.5500.0506.20.20.65g/g9.23cS9.229.148.557.4155.72.760.49850.0385cX0.20550.2580.64251.3752.4854.45.8756.175rXcXtcXrX37.365.491.9043.4813.4763.66721.362471cS0.10850.

22、10940.11690.13480.17540.36232.00725.970.00550.0470.33750.3950.7151.20.2750.025由 L-B 法：KcX11SrXmaxmaxcS线性拟合得：y 7.05 9.22x,相关系数 r 0.9897习题解答习题解答1 1 7 7max10.142h17.05KS 9.22max1.31g/L（3）td4-6解F0.20.40.81.0ln2max 4.88hcS41040100m52.51.2511cS0.250.100.0250.01由线性拟合可得：y 0.05 0.06x,相关系数 r 1.00011max mcSKSK

23、SKS120mg/L0.05max0.06KS1.2 h1Monod 方程为：4-7解D 1.2cSh-120cSF0.2 h1VR（1）Monod 方程D cSmaxcSKS cSKSD0.10.20.396g/LmaxD0.250.2习题解答习题解答1 1 8 8cXYXScS0cS0.450.3961.84g/L（2）Moser 方程D maxcSnKS cSn1nK D 0.10.2 cSS0.250.2maxD11.50.543g/LcXYXScS0cS0.450.5431.78g/L（3）Contois 方程D maxcSKScXcSmaxcSKSYXScS0cScScSKSYXS

24、cS0max1 KSYXSD41050.45 2.76105g/L0.2510.10.40.2cXYXScS0cS0.452.761052.00g/L4-8解（1）C6H12O6+aO2+bNH3 cCH1.4O0.4N0.2+dCO2+eH2OC6cdH123b1.4c2eO62a0.4c2deNb0.2cRQd1a解得：a 0.708，b1.06，c 5.30，d 0.708，e 3.87（2）D或cScXm1cS16776.9cS0 cSqS0.9620.955DcS0cScX0.1350.2640.060.120.0060.0130.4270.43416.78.33习题解答习题解答0.

25、240.310.430.530.600.640.690.710.730.0330.0400.0640.1000.1220.1830.1700.2210.2100.4170.4380.4220.4270.4340.4220.4300.3900.3524.173.232.331.891.671.561.451.411.3730.325.015.610.08.205.465.884.524.760.9350.9280.9040.8680.8460.7850.7980.7470.7580.5380.6570.9211.081.171.191.281.361.571 1 9 9由11max m，线性拟合

26、可得：cSKSKSy 10.210.6x，相关系数r 0.9996KS10.0980kg/m310.2max10.6KS1.04 h1（3）qS 1 mSmYXS数据拟合得，y 0.05191.90 x，相关系数r 0.9913mS 0.0519 h1mYXS1 0.526kg/kg1.90（4）YXOqO4-9解（1）MXc22.25.30 5.19MOa320.708YXOD 0.193DYXOrS1r mScXmXYXS习题解答习题解答2 2 0 0整理得：mmrX YXSrS mSYXScX（1）两边同除以cX，则mm YXSqS mSYXS（2）rO将式（1）代入，可得mmYXSYX

27、S1mmrOmYXSrS mSYXOcX mOcXmrSmO mSmYXOYXOYXO1r mOcXmXYXOcXmYXS因此a m,b mO amSYXO4-10解m 2.5 g甲醇，生成的热量为：每生成 1 克细胞生物质需要1 YXSQ 1HSHX 55.25 kJmYXS因此，利用 1 克甲醇产生的热量为：Q 55.25/2.5 22.1 kJ/g。4-11解（1）当维持过程对底物需求较低时mqPYPX mP4.10 0.10YPSqS7.25 0.15 mSmYXSYXS模拟运算结果如下图所示：qS7.250.15习题解答习题解答2 2 1 1（2）当维持过程对底物需求较大时mqPYP

28、X mP4.10 0.60YPSqS7.25 0.90 mSmYXSYXS模拟运算结果如下图所示：qS7.250.90总之，维持过程对底物需求较大时，产物得率系数较大，生长得率较低。4-12解习题解答习题解答2 2 2 2YPSqPqP mSmmYXSYPS0.010.010.01 mS1.818 0.01 mS0.551.0当mS 0.025 ggh时，模拟运算结果如下图所示：当 0.01 h1，模拟运算结果如下图所示：总之，对产物生成不直接与能量生成偶联型的过程，比生长速率和维持系数增大时，产物得率均下降。5 55-1解（1）习题解答习题解答2 2 3 311rmaxXScS0 Kmlnt

29、1 XS1 1 0.13.4104 0.01ln 2.2104mol/(Lmin)50.9（2）由于cS0Km，则rmaxt KmlncS0cSt 15 min时，由上式计算得，cS 2.44104 mol/L。5-2解（1）将 BSTR 操作特性方程写作：cS0cSKt1mcS0 cSrmaxrmaxcS0cSlnt01053.0444442056.1247625067.54531910092.426667cS0cSx cS0cSlny tcS0 cS00拟合得出：y 270 73.7x，相关系数r 0.9912。rmax13.70103mol/(L min)270Km 73.7rmax 0

30、.273mol/L（2）当投酶量增加至原来的3 倍时，rmax 33.70 103 0.0111 mol/(L min)由于cS00.02Km0.2731，所以cS0cSrmaxt KmlnrmaxKm则cScS0exp0.0111t 0.02exp20 0.008871mol/L0.273习题解答习题解答2 2 4 45-3解每批反应时间t 1 1c X K lnS0Smrmax1 XS1 120.951.2ln183.2min 3.05h0.0310.95单位时间内的产物生成量pr单位时间所处理的反应物料体积F 反应器有效体积VR Ft tB5.263.052 26.6L全年反应批次n 每

31、批反应的产物量每批反应的产物浓度cP cS0XS 20.95 1.9mol/L5-4解（1）pr105.26L/hcS0XS20.957200010mol/h720072001425t tB72000=50.5 mol 批nD10.2h1DC1maxcS0100 0.3 0.298h1KScS00.7100D1 DC1因此第一罐正常。cS1KSD10.70.21.4g/Lmax D10.30.2习题解答习题解答2 2 5 5cX1YXScS0cS1 0.41001.4 39.4g/L对第二罐，D2 D10.2h1DC2maxcS11.4 0.3 0.2h1KScS10.71.4D2 DC2第二

32、罐不能起作用。cS2 cS11.4g/LcX2 cX1 39.4g/L（2）D1 DC0.298h-1F 0.298VR1VR15-5解max 2 h1，KS1 g/L（1）F1033.6L0.2980.298N 1cS031 2KS1DoptmaxcS,optN 121 21h-1N2KSD111g/Lmax D21N2 0.43 0.8g/LN 121cX,optYXScS0（2）cXr16，R，则 6WcXf3又W 1 R R习题解答习题解答2 2 6 684求得：，W 39已知D1 h1，则411KSWD9cSf cS 0.286g/LmaxWD2419cXYXS0.4cS0 cS43

33、 0.286 2.44g/LW94cXfWcX2.44 1.08g/L95-6解（1）cSKSDDmax D0.5 DKSDD1 2.2DcXYXScS0 0.110 D0.5 D1 2Dmax（2）D maxcSc KS1IcSKI 0.5cS0.5cS6cS0.0511cS0.01因此cS6D0.5 D6D13.2DcXYXScS0cS 0.1100.5 D12D（3）无抑制时rX DcX有抑制时rXI DcX5-7解设离开第 1 和 2 个 CSTR 的底物浓度分别为cS1和cS2。1 2.2DD1 2D13.2DD12D习题解答习题解答2 2 7 7cS21 XScS01 0.991

34、0.01mol/Lrmax rmaxm1 rmaxm2 =cS0cS1 KmcS0cS1cc cS1cS2 KmS1S2cS1cS2 1c =cS0cS2 2Km KmcS0S1cS2cS1令d 0，则dcS111c 0S0cS12cS2cS1cS0cS2 10.01 0.1mol/LcS0cS11 cc KS0S1mrmaxcS11 10.1 =10.1 0.210.8min0.250.1m1VR1 Fm110 10.8 108LcS1cS21 cc KS1S2mrmaxcS210.10.01 =0.10.01 0.2 7.56min0.250.01m1VR2 Fm210 7.56 75.6

35、L5-8解由于cS0 0.25KmdP61，可视反应为一级反应。rmax0.00251.66 3.80 3KmDe62001010111 0.263cS1 XScS0 0.5g/L习题解答习题解答2 2 8 8P11LcS0cSdcSK1mrS1LrmaxcS0cS1dcScScK1120050mlnS0ln 4219min1LrmaxcS10.5 0.2631.660.5VR FP1.04219L 4.23 m3反应器高度H 5-9解（1）VR0 VR Ft 40000 4000 8 8000L VR4.23 42.3mA0.1（2）cX,max YXScSF 0.2380 18.4g/L（

36、3）cXVR cX0VR0 FYXScSFt 4000 18.4 8 588800g（4）D KSD EDF 0.1h1VR0.330.10.03 0.0975g/LcSmax D E0.150.1 0.035-10解（1）F F0exp0tVRVR0Fdt VR0F0exp0tdt VR000ttF00expt100.21+exp0.1481 242L0.1（2）cSKS00.10.1 0.05g/Lmax00.30.1习题解答习题解答2 2 9 9（3）dcSF11cSFcS0cXqPcX 0dtVRYXSYPScXVRFcSFcS0.2exp(0.148)200 0.05 6.94103

37、g0qP0.10.10.50.2YXSYPScXVR6.94103 28.7g/LcXVR242（4）dcPF qPcXcP 0dtVRcPqPcXVR0.128.7242 28.7g/LF0.2exp(0.148)6 66-1解22假定dP201061.33105m33最大允许的搅拌输入功率由下式得出e L 32.0m2s3441.3310531063由于搅拌桨区域的功率输入最大，因此对V Ld3，有PSNPLN3d5e NPN3d2LVLV故Nmax6-2解（1）e32.015.6s-1221.70.07NPd1 31 3VL15 m3 习题解答习题解答3 3 0 0PSG 0.4PS 0

38、.437000 14800WeTPSG14800 0.9867W kgLVL100015L11031106m2sLL1000L30.25110630.25 3.17105m 31.7 m（2）6-3解（1）（2）6-4解（1）eT0.9867S 4D242.22 3.80m2vGSFGS900 36003.80 0.0658m s0.4K a 2.6102PSGLVv0.5GSL =2.61020.414800150.06580.5 0.105s-1 378h-1 DcYXScS0cSX0.4520.10.28 3.05g LqOY0.281.12h-1XO0.25KcXLa Yc*0.283

39、.05XO0.008 0.002 569.3h-1OLcOL0.25c*OL8103g L习题解答习题解答3 3 1 1KLa 0.173600612 h-1qO12.510332 0.4 gLhcX,max（2）qO 310332 0.096 gLhcX,max*KLacOL6128103 51.0g LqO0.096*KLacOL612810312.24g LqO0.4 6-5解计算细胞的生长速率rX：cSKSD20.3 6g Lmax D0.40.3cXYXScS0cS 0.55006 247g LrXcX DcX 0.3247 74.1 gLh计算氧传递所能提供的最大细胞生长速率rX：

40、*1.16 mmol L 1.1610332 0.0371g LcOL*rXYXOKLacOL1.83600.0371 24.0 gLh因此，rX rX，过程为传质控制。6-6解tmC1NMT则1 1C2eTvGSKLa C 11eTvGSNtmMT习题解答习题解答3 3 2 2若按单位液体体积搅拌功率消耗不变的准则放大，eT不变，影响控制机制的主要参数为搅拌转速和气体表观线速度。6-7解（1）由混合时间的计算式，且在放大时保持几何相似，则有 D2VL2DV1L1231326009 4.640.623tm2tm1（2）由于tm2 tm1，且d D在放大时保持不变，则有 P SVL2 P SVL

41、213 P D22 3SD12 3VL121312233 PS D2VL2VL26003100VDVV0.6L11L1L126-8解L5103 5106m2sBL1000h1D Nd2 0.6BB0.67CPBBB0.330.3360 601.82h15 0.651060.70.67 42005.01030.72h1 2.02103Wm C7 7习题解答习题解答3 3 3 37-1解（1）LNd2100060 601.02ReM1061043L1.010PS NPLN3d510100060 601.051.0104W3NAFG180 3600 0.05 0.035Nd360 601.03PSG

42、 PS0.621.85NA1.01040.621.850.05 5.28103W（2）N 120 2.0 s-160PS NPLN3d51010002.031.058.0104WNAFG180 3600 0.025 0.035Nd32.01.03PSG PS112.6NA8.0104112.60.025 5.48104W7-2解（1）dV10002L2 6.933d1VL13 d N2 N11d2（2）N2 N17-3解（1）N1 200 60 3.33s-12 31 31 311506.9332 3 41.3r mind11150 21.6r mind26.933习题解答习题解答3 3 4

43、4LN1d1210003.330.332ReM,1 3.631051043L1.01035PS1 NPLN1d10.40.6m 6.010003.33 0.33 0.40.6m1.3910W353VL14D12HL1 H D13L1.032 1.57m34D1141 31 3V 35 d2 d1L2 0.33 0.929mV1.57L1 d20.93934P P1.3910 S2S1 3.1010W0.33d133 d N2 N11d2（2）2 3 0.33 2000.9392 399.6r min由 Hughmark 公式，由于，PS N3d5，FG vGSD2 vGSd2，VL D3 d3

44、，因此 PSGVL2当uS1 uS2时，P d2SGVL1d10.2833 vGS1vGS20.25 PSGVL2由 Vant Riet 的关联式，P d2SGVL1d10.28330.9390.330.28331.34KLa27-4解 PSGKLa1 VL2 PSGVL10.41.340.41.12D1VL1D2VL213习题解答习题解答vvmvGSvvmVL4D3S vvmD34Dvvm1vvm2vGS1vD1GS2D2PSG1PS1N35PLN31d51 N1 d1PSG2PS2NPLN32d5 2N2 d2N1 N2d1dD12D2将式(2)和(3)代入式(1)，则P5SG1 D1PS

45、G2D2P532SGVL1PSG1VL2D1D2D1PSGVL2PSG2VL1D2 D1D20.4假定，K2 PLa 2.610SGv0.5GS，则VLK0.40.5La1PSGVL1 vGS1aKL2PSGVL2vGS21.311.3 =D10.8 D 0.5L131.33D1D12D2DV0.0102VL210 0.0501或KLa2K 20.0La17-5解（1）设Dd mISF2Ndmd d2Nm13 3 5 5(1)(2)(3)习题解答习题解答因此ISF2ISFN2N111（2）PS NPLN3d5VL d3PS N3d2VL由于PSVL const.，则N d2 323N2Nd1d

46、12u21L,tip332uN2d2L,tip1Ndd1d2d2111d2d1d17-6解由 Hughmark 公式，由于，P5S N3d，FG vGSD2，VL D3，HS d，应有PSGV N2.85d4.4D2.35v0.25GSL由于在KLa恒定时，PSGVL const.，vGS1 vGS2，则N2.85d4.4 D2.35再由Nd const.，应有N d1代入式(1)，可得d D1.5161.516因此d D 2 d12D d0.5051k11.516N D22 N1D N0.5051k13 3 6 6(1)(2)习题解答习题解答3 3 7 77-7解（1）几何尺寸计算V 40D

47、2 D1L21.43.02m4VL1HL1VL11 31 34D1244 2.60m21.4HL2 HL1d2 d1D23.02 2.60=5.61mD11.4D23.02 0.45=0.97mD11.4（2）搅拌功率和搅拌转速的计算NP 4.8，m235PS1 NPLN1d10.40.6m 4.81040190 600.45 0.4 0.62 4.6810W533作等功率放大时，PS2 PS1VL240 4.68103 4.68104WVL14由35PS2 NPLN2d20.40.6m 4.81040N230.9750.40.62 4.68104W得出N21.90s-1114r min（3）通气速率计算FG10.24160 0.0087m svGS2 vGS14D1241.42FG2 vGS27-8解4D22 0.008743.022 0.062m3srP qPcX 0.225 5 gLh习题解答习题解答3 3 8 8rS15rP10.2 gLhYPS0.49cS1 XScS010.98100 2g LcS01cc1002VRdcSS0S9.61hcSrFr10.2SSVR9.614003843L3.844m3H 4VR4V43.844R2 4.89m2DD12cP cS0cS100 2 98g L