Pytania testowe:

1. Za pomocą rury Prandtla można bezpośrednio zmierzyć:

a. współczynnik oporu przepływu

b. ciśnienie dynamiczne
c. prędkość średnią
d. nie zdążyłam zapisać ;p

2. Profil prędkości lokalnej płynu niutonowskiego w rurze dla przepływu laminarnego ma kształt:

a. elipsoidy obrotowej
b. paraboloidy obrotowej
c. paraboloidy spłaszczonej
d. nie zdążyłam zapisać ;p
(dla ruchu burzliwego byłaby to paraboloida spłaszczona odp c)

3. Jeżeli na drodze przepływu płynu pojawi się zawór, to po jego minięciu prędkość średnia płynu:

a. zmaleje a potem wzrośnie
b. wzrośnie
c. zmniejszy się
d. pozostanie taka sama
(jeżeli płyn przepływa przez zawór to prędkość zwiększy się odp b)

4. Do wielkości charakterystycznej złoże jako całość NIE zalicza się:

a. porowatości
b. objętości usypowej
c. współczynnika kształtu
d. powierzchni właściwej
(Zalicza się: obj.usypowa, porowatość, pow. właściwa, wysokość)

5. Prędkość pęcherzyka (nie zapisałam czy cieczy czy gazu niestety) nie zależy od:

a. wielkości
b. gęstości
c. przyspieszenia
d. lepkości cieczy

e) żadna odp nie jest prawidłowa

6. Szybkość filtracji - wielkością odniesienia jest:

a. grubość placka filtru (?)
b. stężenie zawiesiny
c. powierzchnia filtratu- tego nie jestem pewna bo wydaje mi się ze chodzi tu o pow. filtracyjną ale może ktoś to zweryfikuje
d. grubość warstwy filtratu

7. Przewodzenie w cieczach polega na przekazywaniu energii wskutek:

a. chaotycznych ruchów pojedynczych cząsteczek
b. burzliwego ruchu
c. drgań cząsteczek w węzłach sieci krystalicznej
d. turbulencji
(W wykładach jest coś takiego: przewodzenie dotyczy poziomu molekularnego. Jest to przekazywanie energii na poziomie molekularnym wskutek drgań oscylacyjnych oddziaływujących ze sobą ciał stałych lub wskutek ruchu translacyjnego i kolizji cząsteczek.) Ponoć odp a jest prawidłowa.

8. Liczbe Scherwooda wykorzystujemy do obliczeń:

a. współczynnika wnikania ciepła
b. współczynnika wnikania masy
c. współczynnika rozszerzalności cieplnej
d. współczynnika ściśliwości

9. Poniższe równanie opisuje:

N₁ = „Ro”₁₂ d y / 1 - y₁d_z
(nie wiem czy dobrze jest to zapisane- albo to „ro” ma na dole 12 albo 1Z, a „dy” być może jest d_y )

a. dyfuzji równomolowej przeciw kierunkowej
b. dyfuzji w układzie trójskładnikowym
c. dyfuzji … (coś na „m” ;p)
d. dyfuzji składnika aktywnego przez składnik inertny (przy niewielkim stężeniu tego składnika)

10. Podczas procesu suszenia następuje:

a. wyłącznie wymiana ciepła
b. równoczesna wymiana ciepła i mocy
c. równoczesna wymiana masy i pędu
d. wyłącznie wymiana masy
e) żadna odp nie jest prawidłowa gdyż ma być: równoczesna wymiana ciepła i masy

11. Wraz ze wzrostem temp powietrza wilgotnego jego wilgotność względna:

a. rośnie
b. maleje
c. nie zmienia się
d. rośnie a potem maleje

12. Dla reakcji odwracalnej pojedynczej prowadzonej w fazie ciekłej równanie kinetyczne ma postać:

a. jednomianu potęgowego
b. dwumianu potęgowego
c. funkcji logarytmicznej
d. funkcji hiperbolicznej
( dla reakcji nieodwracalnej będzie to jednomian potęgowy czyli odp a)

13. Dla reakcji chemicznej rzędu pierwszego przebiegającej w reaktorze zbiornikowym przepływowym (idealne wymieszanie) stężenie substratu jest:

a. liniową funkcją czasu przebywania
b. kwadratową funkcją czasu przebywania
c. logarytmiczną funkcją czasu przebywania
d. hiperboliczną funkcją czasu przebywania
e)żadna odp nie jest prawidłowa

14. Dla pojedynczej reakcji chemicznej prowadzonej w warunkach (….) temperatura mieszaniny reakcyjnej jest:

a. liniowa funkcja stopnia przemiany
b. kwadratowa funkcja stopnia przemiany
c. logarytmiczna funkcja stopnia przemiany
d. hiperboliczna funkcja stopnia przemiany

15. Bilans elementarny to bilans:

a. ATP

b. masowy wyrażany w kg (? - sama po sobie nie mogę się odczytać jaka dokładnie była odp.)
c. czterech podstawowych pierwiastków (C,H, S, N) wchodzących w skład biomasy
d. molowy
e) żadna odp gdyż ma być bilans atomowy. Jeśli chodziłoby o pierwiastki to mają być CHON.

16. Szybkość wymywania jest:

a. logarytmiczna funkcja czasu przebywania
b. wykładnicza funkcja czasu przebywania
c. proporcjonalna do czasu przebywania
d. proporcjonalna do kwadratu czasu przebywania
e) żadna odp gdyż powinno być odwrotnie proporcjonalna do czasu przebywania.

ZADANIA:

Zad. 1 (3 pkt)

Wyznaczyć objętość filtratu w m³ mając dane
K= 1 m⁶/ s
C=2000 dm³
t= 2 min
V=9,15m²

Zad. 2 (4 pkt)

W przeciwprądowym wymienniku ciepła ogrzewano 20 kg/s roztworu od temp. 20^o do 90^o C za pomocą wody (pod ciśnieniem) o temp 140^o C, temperatura końcowa wody wynosi 120^o C.

Współczynnik przenikania wynosi 250 W/m²*K, a ciepło właściwe roztworu wynosi 3,5 kJ/kg*K.
Oblicz powierzchnie.
A=272m²

Zad. 3 (2 pkt)

Powietrze wilgotne jest mieszaniną powietrza suchego i wilgotnego w stosunki 9:1. Wyznacz wartość ułamka molowego powietrza wilgotnego.
1:1

Zad. 4 (2 pkt)

Glukoza (S) ulega konwersji do etanolu (P) na unieruchomionych S. cerevisiae. Wyznacz wartość Y_PS mając dane:
początkowe stężenie glukozy: 100 kg/m³
stopień konwersji glikozy: 80%
końcowe stężenie etanolu: 40 kg/m³
Yps = 0,5

Zad. 5 (4 pkt)

Proces przebiega w bioreaktorze zbiornikowym przepływowym z zasilaniem niesterylnym.
Wyznacz szybkość wymywania potrzebną do osiągnięcia stopnia konwersji substratu 50%. Pozostałe dane przedstawiają się następująco:
Stężenie początkowe substratu: 100 kg/m³
Stężenie początkowe mikroorganizmów (na wlocie do bioreaktora) X₀ = 1 g/l
Kinetykę wzrostu opisuje model Monoda:
K_M = 0,1 kg/m³ ; µ_m = 1,0 l/h
Współczynnik „wydajności” Y_SX = 2

Zad. 6 (3 pkt)

Znając wartość ChZT oraz liczbę węglomoli substratu n_s wyznacz wartość bezwzgędną stopnia redukcji ¬ s. Przyjmij, że n_s =2 a ChZT= 64
4

Zad. 7 (4 pkt)

Bioprzemianę opisuje schemat:

ʋ_s CH₂O + ʋ₀·O₂₂ ---> ʋ_x CH_1,667 O_0,5 + ʋ_c CO₂ + ·ʋ_w H₂O

Wiedząc, że Y_CX = 314 wyznaczyć wartość ʋ_x/ ʋ₀·

1.      W równaniu Oswalda n to:
a.)     miara pseudoplastyczności
b.)     średnia lekość pozorna
c.)     lepkość średnia
d.)     sprężystość

2.      Płyn reostabilny- naprężenie styczne jest funkcją
a.)     odkształcenia i szybkości ścinania
b.)     czasu lub szybkości ścinania
c.)     czasu i odkształcenia
d.)     czasu lub odkształcenia

3.      Współczynnik oporu ruchu kulistej cząstki ciała stałego nie zależy od Reynoldsa w obszarze
a.)     Stoksa
b.)     Stoksa lub Newtona
c.)     Stoksa i Allena
d.)     Allena i Newtona

4.      Wielkość pęcherzyka gazu w cieczy zależy od
a.)     napięcia powierzchniowego gazu
b.)     napięcia powierzchniowego cieczy
c.)     średnicy dyszy
d.)     współczynnika lepkości dynamicznej gazu

5.      Szybkość filtracji izobarycznej nie zależy od
a.)     rodzaju osadu
b.)     objętości osadu
c.)     czasu filtracji
d.)     współczynnika lepkości dynamicznej

6.      Filtr bębnowy obrotowy nie służy do
a.)     filtracji pod ciśnieniem
b.)     filtracji w sposób okresowy
c.)     filtracji dwustopniowej
d.)     filtracji w sposób ciągły

7.      Prawo Ficka jest spełnione w sposób ścisły dla
a.)     dyfuzji dwóch składników aktywnych przez inert
b.)     dyfuzji składnika aktywnego przez inert
c.)     dyfuzji równomolowej przeciwkierunkowej
d.)     dyfuzji w układzie trzyskładnikowym

8.      Równowagę w układzie ciecz-para nasycona opisuje prawo
a.)     Newtona
b.)     Raulta
c.)     Fensky'ego
d.)     Ficka

9.      W destylacji różniczkowej zawartość składnika bardziej lotnego w destylacie
a.)     jest stała
b.)     rośnie
c.)     maleje
d.)     jest zmienna

10.     Szybkość suszenia ciała stałego w II okresie
a.)     jest stała
b.)     rośnie
c.)     maleje
d.)     jest zmienna

11.     Stopień konwersji dla reakcji pojedynczej zwykle definiujemy względem
a.)     początkowego stężenia jednego z substratów
b.)     początkowego stężenia jednego z produktów
c.)     bieżącego stężenia jednego z produktów pośrednich
d.)     bieżącego stężenia produktu

12.     W równaniu kinetycznym dla procesu przebiegającego w fazie ciekłej uwzględnia się
a.)     stężenie reagentów
b.)     temperatur mieszaniny reakcyjnej
c.)     ciśnienia
d.)     temp. cieczy chłodzącej

13.     Stężenie biomasy wyrażamy w
a.)     kmol/m3
b.)     mol/l
c.)     g/l
d.)     kg/m3

14.     Względny stopień redukcji jest definiowany w odniesieniu do
a.)     substratu będącego źródłem azotu
b.)     metabolitu pierwotnego
c.)     metabolitu wtórnego
d.)     substratu będącego źródłem węgla

15.     Stałą w liczniku równania Monoda interpretujemy jako
a.)     max właściwą szybkość wzrostu
b.)     średnią właściwą szybkość wzrostu
c.)     graniczną właściwą szybkość wzrostu
d.)     właściwą szybkość wzrostu dla jednostkowego stężenia substratu

16.     Wymycie mikroorganizmów w bioreaktorze zbiornikowym przepływowym następuje jeżeli
a.)     D[1/S] > D max
b.)     D[1/S] < D max
c.)     D[1/S] > D opt
d.)     D[1/S] < D opt

Część z zadaniami do rozwiązania:
1.      Wyznaczyć liczbę Reynoldsa jeżeli: V=0,1 m3/s,  lepkość=1 cP, D=10 dcm, g=1 g/cm3
a.)     4*10000/pi
b.)     2*10000/i
c.)     8*100000/pi
d.)     2*100000/pi

2.      Wilgotność względna powietrza wilgotnego wynosi 0,5 kg/kg . Ile wynosi stosunek masowy powietrza suchego do zawartej w nim wilgoci?
a.)     1
b.)     5
c.)     2 C, z def. pytanie jest o odwrotność wilgotności względnej, liczymy odwrotność ½ czyli 1/1/2

1. d.)     4
   
   3.      Wyznaczyć stałe filtracji izobarycznej mając dane  v1=2, t1=2, v2=4, t2=6
   a.)     K=2, C=1
   b.)     K=1, C=3
   c.)     K=4, C=1
   d.)     K=2, C=4
   
   4.      Jeżeli R=2 i D=2 mol/s to molowe natężenie przepływu oparów z górnej części kolumny rektyfikacyjnej wynosi
   a.)     1 mol/s
   b.)     2 mol/s
   c.)     3 mol/s
   d.)     4 mol/s
   V=6 V=D*(R+1)

2. 
   5.      Początkowa wilgotność bezwzględna materiału suszonego X wynosi 0,5 kg/kg . W 1 okresie suszenia zmiana jego wilgotności bezwzględnej delta x  wynosiła 0,2 kg/kg przy czasie suszenia 10 min .Wyznacz wilgotność współczynnika suszarniczego K[h-1], jeżeli X*=0,2 kg/kg
   a.)     11
   b.)     15
   c.)     6
   d.)     3

3. , k=12
   
   
   6.      Wyznaczyć rozcieńczenie D w bioreaktorze do hodowli ciągłej mając dane V=10 m3, v=1m3/s
   a.)     1
   b.)     0,01
   c.)     10
   d.)     0,2

4. D=0,1
   

5. Zadanie 1.

S = 1 m²

V = 1 m/s

p = 3 bary = 3 · 10⁵ Pa

S₁ = 0,2 m²

ρ = 1000 kg/m³

V₁ = ?

p₁ = ?

V · S = V₁ · S₁

V₁ = (V · S) ː S₁ = (1 · 1) ː 0,2 = 5 [m/s]

h = h₁

· ρg

Zadanie 2.

K = 1 m⁶/s

C = 1 m³

V = 20 m³

t = ?

V² + 2VC = Kt

t = (V² + 2VC) ː K = (400 + 2 · 20 · 1) ː 1 = 440 [s]

Zadanie 3.

T T

140°C 140°C

60°C

20°C

T_1P = 140°C

T_1K = 140°C

ΔT₁ = 0°C

T_2P = 20°C

T_2K = 60°C

ΔT₂ = 40°C

ΔT_I wylocie = 80°C

ΔT_II wlocie = 120°C

ṁ = 10 kg/s

c_w = 3,5k J/kgK = 3500 J/kgK

c_w = Q ː (m · ΔT)

Q = c_w · m · ΔT₂ = 3500 · 10 · 40 = 1 400 000 [J]

k = 200 W/m²K

F = ?

Q = k · F · ΔT_śr

F = Q ː (k · ΔT_śr) = 1 400 000 ː (200 · 100) = 1 400 000 ː 20 000 = 70 [m²]

Zadanie 4.

V = 12 kg/s

L = 6 kg/s

R = ?

V = L + D

D = V - L = 12 - 6 = 6 [kg/s]

R = L ː D = 6 ː 6 = 1

---