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环境工程原理第二版 第一篇 习题解答

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第I 篇 习题解答

第一章 绪论

1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。

解:环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段,到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。

环境学科是一门正在蓬勃发展的科学,其研究范围和内涵不断扩展,所涉及的学科非常广泛,而且各个学科间又互相交叉和渗透,因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。

图1-1 环境学科体系

1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。

解:环境工程学作为环境学科的一个重要分支,主要任务是利用环境学科以及工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。

图1-2是环境工程学的学科体系。

图1-2 环境工程学的学科体系

环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理

生态修复与构建技术及原理

清洁生产理论及技术原理

环境规划管理与环境系统工程

环境工程监测与环境质量评价

水质净化与水污染控制工程

空气净化与大气污染控制工程

固体废弃物处理处置与管理

物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术

环境学科体系环境科学

环境工程学

环境生态学

环境规划与管理

1.3 去除水中的悬浮物,有哪些可能的方法,它们的技术原理是什么?

解:去除水中悬浮物的方法主要有:沉淀、离心分离、气浮、过滤(砂滤等)、过滤(筛网过滤)、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。

上述方法对应的技术原理分别为:重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。

1.4 空气中挥发性有机物(VOCs)的去除有哪些可能的技术,它们的技术原理是什么?

解:去除空气中挥发性有机物(VOCs)的主要技术有:物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。

上述方法对应的技术原理分别为:物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。

1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。

解:土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面:①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。

1.6 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类?它们的主要作用原理是什么?

解:从技术原理上看,环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散,防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。

1.7 《环境工程原理》课程的任务是什么?

解:该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程,即水质净化与水污染控制工程、大气(包括室内空气)污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理,为相关的专业课程打下良好的理论基础。

第二章 质量衡算与能量衡算

2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6(体积分数),求:

(1)在1.013×105Pa 、25℃下,用μg/m 3表示该浓度; (2)在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下,O 3的物质的量浓度为多少?

解:理想气体的体积分数与摩尔分数值相等

由题,在所给条件下,1mol 空气混合物的体积为

V 1=V 0·P 0T 1/ P 1T 0

=22.4L×298K/273K

=24.45L

所以O 3浓度可以表示为

0.08×10-6mol×48g/mol×(24.45L )-1=157.05μg/m 3

(2)由题,在所给条件下,1mol 空气的体积为

V 1=V 0·P 0T 1/ P 1T 0

=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K )

=28.82L

所以O 3的物质的量浓度为

0.08×10-6mol/28.82L =2.78×10-9mol/L

2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下,SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3,若允许值为0.14×10-6,问是否符合要求?

解:由题,在所给条件下,将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数,即

33

965108.31429810400100.15101.0131064

A A RT pM ρ--???=??=??? 大于允许浓度,故不符合要求

2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位:

质量:1.5kgf·s 2/m= kg

密度:13.6g/cm 3= kg/ m 3

压力:35kgf/cm2= Pa

4.7atm= Pa

670mmHg= Pa

功率:10马力=kW

比热容:2Btu/(lb·℉)= J/(kg·K)

3kcal/(kg·℃)= J/(kg·K)

流量:2.5L/s= m3/h

表面张力:70dyn/cm= N/m

5 kgf/m= N/m

解:

质量:1.5kgf·s2/m=14.709975kg

密度:13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3

压力:35kg/cm2=3.43245×106Pa

4.7atm=4.762275×105Pa

670mmHg=8.93244×104Pa

功率:10马力=7.4569kW

比热容:2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/(kg·K)

3kcal/(kg·℃)=1.25604×104J/(kg·K)

流量:2.5L/s=9m3/h

表面张力:70dyn/cm=0.07N/m

5 kgf/m=49.03325N/m

2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数,如

ρ=ρ0+At

式中:ρ——温度为t时的密度,lb/ft3;

ρ0——温度为t0时的密度,lb/ft3。

t——温度,℉。

如果此方程在因次上是一致的,在国际单位制中A的单位必须是什么?解:由题易得,A的单位为kg/(m3·K)

2.5 一加热炉用空气(含O 2 0.21, N 2 0.79)燃烧天然气(不含O 2与N 2)。分析燃烧所得烟道气,其组成的摩尔分数为CO 2 0.07,H 2O 0.14,O 2 0.056,N 2 0.734。求每通入100m 3、30℃的空气能产生多少m 3烟道气?烟道气温度为300℃,炉内为常压。

解:假设燃烧过程为稳态。烟道气中的成分来自天然气和空气。取加热炉为衡算系统。以N 2为衡算对象,烟道气中的N 2全部来自空气。设产生烟道气体积为V 2。根据质量衡算方程,有

0.79×P 1V 1/RT 1=0.734×P 2V 2/RT 2

0.79×100m 3/303K =0.734×V 2/573K

V 2=203.54m 3

2.6某一段河流上游流量为36000m 3/d ,河水中污染物的浓度为

3.0mg/L 。有一支流流量为10000 m 3/d ,其中污染物浓度为30mg/L 。假设完全混合。

(1)求下游的污染物浓度 (2)求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。

解:(1)根据质量衡算方程,下游污染物浓度为

1122

12 3.0360003010000/8.87/3600010000

V V m V V q q mg L mg L q q ρρρ+?+?===++ (2)每天通过下游测量点的污染物的质量为

312()8.87(3600010000)10/408.02/m V V q q kg d

kg d

ρ-?+=?+?=

2.7某一湖泊的容积为10×106m 3,上游有一未被污染的河流流入该湖泊,流量为50m 3/s 。一工厂以5 m 3/s 的流量向湖泊排放污水,其中含有可降解污染物,浓度为100mg/L 。污染物降解反应速率常数为0.25d -1。假设污染物在湖中充分混合。求稳态时湖中污染物的浓度。

解:设稳态时湖中污染物浓度为m ρ,则输出的浓度也为m ρ

则由质量衡算,得

120m m q q k V ρ--=

5×100mg/L -(5+50)m ρm 3/s -10×106×0.25×m ρm 3/s =0

解之得

m ρ=5.96mg/L

2.8某河流的流量为

3.0m 3/s ,有一条流量为0.05m 3/s 的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况,在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L 。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出,溪水中示踪剂的最低浓度是多少?需加入示踪剂的质量流量是多少?假设原河水和小溪中不含示踪剂。

解:设溪水中示踪剂的最低浓度为ρ

则根据质量衡算方程,有

0.05ρ=(3+0.05)×1.0

解之得

ρ=61 mg/L

加入示踪剂的质量流量为

61×0.05g/s =3.05g/s

2.9假设某一城市上方的空气为一长宽均为100 km 、高为1.0 km 的空箱模型。干净的空气以4 m/s 的流速从一边流入。假设某种空气污染物以10.0 kg/s 的总排放速率进入空箱,其降解反应速率常数为0.20h -1。假设完全混合,

(1)求稳态情况下的污染物浓度;

(2)假设风速突然降低为1m/s ,估计2h 以后污染物的浓度。

解:(1)设稳态下污染物的浓度为ρ

则由质量衡算得

10.0kg/s -(0.20/3600)×ρ×100×100×1×109 m 3/s -4×100×1×106ρm 3/s =0 解之得

ρ=1.05× 10-2mg/m 3

(2)设空箱的长宽均为L ,高度为h ,质量流量为q m ,风速为u 。

根据质量衡算方程

12m t

m m d q q k V d ρ--= 有

()22t

m d q uLh k L h L h d ρρρ--= 带入已知量,分离变量并积分,得

23600-6-50 1.0510t 10 6.610d d ρ

ρρ-?=-??

? 积分有 ρ=1.15×10-2mg/m 3

2.10 某水池内有1 m 3含总氮20 mg/L 的污水,现用地表水进行置换,地表水进入水池的流量为10 m 3/min ,总氮含量为2 mg/L ,同时从水池中排出相同的水量。假设水池内混合良好,生物降解过程可以忽略,求水池中总氮含量变为5 mg/L 时,需要多少时间?

解:设地表水中总氮浓度为ρ0,池中总氮浓度为ρ

由质量衡算,得

()0t

V V d V q q d ρρρ-= 即

1t 10(2)

d d ρρ=?- 积分,有

5

0201t 10(2)t d d ρρ=?-?

? 求得 t =0.18 min

2.11有一装满水的储槽,直径1m 、高3m 。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4cm ,测得水流过小孔时的流速u 0与槽内水面高度z 的关系 u 0=0.62(2gz )0.5

试求放出1m 3水所需的时间。

解:设储槽横截面积为A 1,小孔的面积为A 2

由题得

A 2u 0=-dV/dt ,即u 0=-dz/dt×A 1/A 2

所以有

-dz/dt ×(100/4)2=0.62(2gz )0.5

即有

-226.55×z -0.5dz =dt

z 0=3m

z 1=z 0-1m 3×(π×0.25m 2)-1=1.73m

积分计算得

t =189.8s

2.12 给水处理中,需要将固体硫酸铝配成一定浓度的溶液作为混凝剂。在一配料用的搅拌槽中,水和固体硫酸铝分别以150kg/h 和30kg/h 的流量加入搅拌槽中,制成溶液后,以120kg/h 的流率流出容器。由于搅拌充分,槽内浓度各处均匀。开始时槽内预先已盛有100kg 纯水。试计算1h 后由槽中流出的溶液浓度。

解:设t 时槽中的浓度为ρ,dt 时间内的浓度变化为d ρ

由质量衡算方程,可得

()3012010060t d t d ρρ-=+???

? 时间也是变量,一下积分过程是否有误?

30×dt =(100+60t )dC +120Cdt

(30-120C )dt =(100+60t )dC

由题有初始条件

t =0,C =0

积分计算得:

当t =1h 时

C =15.23%

2.13 有一个4×3m 2的太阳能取暖器,太阳光的强度为3000kJ/(m 2·h ),有50%的太阳能被吸收用来加热流过取暖器的水流。水的流量为0.8L/min 。求流过取暖器的水升高的温度。

解:以取暖器为衡算系统,衡算基准取为1h 。

输入取暖器的热量为

3000×12×50% kJ/h =18000 kJ/h

设取暖器的水升高的温度为(△T ),水流热量变化率为m p q c T ?

根据热量衡算方程,有

18000 kJ/h =0.8×60×1×4.183×△TkJ/h.K

解之得

△T =89.65K

2.14 有一个总功率为1000MW 的核反应堆,其中2/3的能量被冷却水带走,不考虑其他能量损失。冷却水来自于当地的一条河流,河水的流量为100m 3/s ,水温为20℃。

(1)如果水温只允许上升10℃,冷却水需要多大的流量; (2)如果加热后的水返回河中,问河水的水温会上升多少℃。

解:输入给冷却水的热量为

Q =1000×2/3MW =667 MW

(1)以冷却水为衡算对象,设冷却水的流量为V q ,热量变化率为m p q c T ?。 根据热量衡算定律,有

V q ×

103×4.183×10 kJ/m 3=667×103KW Q =15.94m 3/s

(2)由题,根据热量衡算方程,得

100×103×4.183×△T kJ/m3=667×103KW

△T=1.59K

第三章 流体流动

3.1 如图3-1所示,直径为10cm 的圆盘由轴带动在一平台上旋转,圆盘与平台间充有厚度δ=1.5mm 的油膜。当圆盘以n=50r/min 旋转时,测得扭矩M=2.94×10-4

N·m 。设油膜内速度沿垂直方向为线性分布,试确定油的黏度。

图3-1 习题3.1图示

解:在半径方向上取dr ,则有

dM =dF·r

由题有

dF =τ·dA

d =d u y

τμ? 22dA=(d )2d r r r r r πππ+-=?

d 2=d u nr y πδ

所以有

23d dM=2d 4d d u n r r r r r y μπμπδ

??= 两边积分计算得

24M=n

r μπδ

代入数据得

2.94×10-4N·m =μ×(0.05m )4×π2 ×(50/60)s /(1.5×10-3m )

可得

μ=8.58×10-3Pa·s

3.2 常压、20℃的空气稳定流过平板壁面,在边界层厚度为1.8mm 处的雷诺数为6.7×104。求空气的外流速度。

解:设边界层厚度为δ;空气密度为ρ,空气流速为u 。

由题,因为湍流的临界雷诺数一般取5×105>6.7×104,

所以此流动为层流。对于层流层有

0.54.641=

Re x

x δ 同时又有 x Re =xu ρμ

两式合并有

0.54.641Re =u ρδμ

? 即有

4.641×(6.7×104)0.5=u×1×103kg/m 3×1.8mm /(1.81×10-5Pa·s )

u =0.012m/s

3.3 污水处理厂中,将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m ,管路摩擦损失为4J/kg ,流量为34 m 3/h 。求提升水所需要的功率。设水的温度为25℃。

解:设所需得功率为N e ,污水密度为ρ

N e =W e q v ρ=(gΔz +∑h f )q v ρ

=(9.81m/s 2×10m+4J/kg)×1×103kg/m 3×34/3600m 3/s

= 964.3W

3.4 如图所示,有一水平通风管道,某处直径由400mm 减缩至200mm 。为了粗略估计管道中的空气流量,在锥形接头两端各装一个U 管压差计,现测得粗管端的表压为100mm 水柱,细管端的表压为40mm 水柱,空气流过锥形管的

能量损失可以忽略,管道中空气的密度为1.2kg/m 3,试求管道中的空气流量。

图3-2 习题3.4图示

解:在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程:

u 12/2+p 1/ρ=u 22/2+p 2/ρ

由题有

u 2=4u 1

所以有

u 12/2+p 1/ρ=16u 12/2+p 2/ρ

15 u 12=2×(p 1- p 2)/ρ

=2×(ρ0-ρ)g(R 1-R 2)/ρ

=2×(1000-1.2)kg/m 3×9.81m/s 2×(0.1m -0.04m )

/(1.2kg/m 3)

解之得

u 1=8.09m/s

所以有

u 2=32.35m/s

q v =u 1A =8.09m/s×π×(200mm )2=1.02m 3/s

3.5 如图3-3所示,有一直径为1m 的高位水槽,其水面高于地面8m ,水从内径为100mm 的管道中流出,管路出口高于地面2m ,水流经系统的能量损失(不包括出口的能量损失)可按25.6u h f =∑计算,式中u 为水在管内的流速,单位为m/s 。试计算

(1)若水槽中水位不变,试计算水的流量;

(2)若高位水槽供水中断,随水的出流高位槽液面下降,试计算液面下降1m 所需的时间。

图3-3 习题3.5图示

解:(1)以地面为基准,在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程,有

u12/2+p1/ρ+gz1=u22/2+p2/ρ+gz2+Σh f

由题意得

p1=p2,且u1=0

所以有

9.81m/s2×(8m-2m)=u2/2+6.5u2

解之得

u=2.90m/s

q v=uA=2.90m/s×π×0.01m2/4=2.28×10-2m3/s

(2)由伯努利方程,有

u12/2+gz1=u22/2+gz2+Σh f

u12/2+gz1=7u22+gz2

由题可得

u1/u2=(0.1/1)2=0.01

取微元时间dt,以向下为正方向

则有u1=dz/dt

所以有

(dz/dt )2/2+gz 1=7(100dz/dt )2/2+gz 2

积分解之得

t =36.06s

3.6 水在圆形直管中呈层流流动。若流量不变,说明在下列情况下,因流动阻力而产生的能量损失的变化情况:

(1)管长增加一倍;(2)管径增加一倍。

解:因为对于圆管层流流动的摩擦阻力,有

220328d

l u r l u p m m f μμ==? (1)当管长增加一倍时,流量不变,则阻力损失引起的压降增加1倍

(2)当管径增加一倍时,流量不变,则

u m,2=u m,1/4

d 2=2d 1

,2f p ?=,1f p ?/16

即压降变为原来的十六分之一。

3.7 水在20℃下层流流过内径为13mm 、长为3m 的管道。若流经该管段的压降为21N/m 2。求距管中心5mm 处的流速为多少?又当管中心速度为0.1m/s 时,压降为多少?

解:设水的黏度μ=1.0×10-3Pa.s ,管道中水流平均流速为u m

根据平均流速的定义得:

402020d d 18d =8d f

f v m p r p q l u r A r l

πμπμ=-=- 所以

20

8m f u l p r μ?=- 代入数值得

21N/m 2=8×1.0×10-3Pa·s×u m ×3m/(13mm/2)2

解之得

u m =3.7×10-2m/s

又有

u max =2 u m

所以

u =2u m [1-(r/r 0)2]

(1)当r =5mm ,且r 0=6.5mm ,代入上式得

u =0.03m/s

(2)u max =2 u m

Δp f ’= u max ’/ u max ·Δp f

=0.1/0.074×21N/m

=28.38N/m

3.8 温度为20℃的水,以2kg/h 的质量流量流过内径为10mm 的水平圆管,试求算流动充分发展以后:

(1)流体在管截面中心处的流速和剪应力;

(2)流体在壁面距中心一半距离处的流速和剪应力

(3)壁面处的剪应力

解:(1)由题有

u m =q m /ρA

=2/3600kg/s/(1×103kg/m 3×π×0.012m 2/4)

=7.07×10-3m/s

4m e u d R ρμ

==282.8<2000 管内流动为层流,故

管截面中心处的流速

u max =2 u m =1.415×10-2m/s

管截面中心处的剪应力为0

(2)流体在壁面距中心一半距离处的流速:

u =u max (1-r 2/r 02)

u 1/2=1.415×10-2m/s×3/4

=1.06×10-2m/s

由剪应力的定义得

20d 4d m u u r r r μτμ

=-= 流体在壁面距中心一半距离处的剪应力:

τ1/2=2μu m /r 0

=2.83×10-

3N/m 2 (3)壁面处的剪应力:

τ0=2τ1/2=5.66×10-3N/m 2

3.9 一锅炉通过内径为3.5m 的烟囱排除烟气,排放量为3.5×105m 3/h ,在烟气平均温度为260℃时,其平均密度为0.6 kg/m 3,平均粘度为2.8×10-4Pa·s 。大气温度为20℃,在烟囱高度范围内平均密度为1.15 kg/m 3。为克服煤灰阻力,烟囱底部压力较地面大气压低245 Pa 。问此烟囱需要多高?假设粗糙度为5mm 。

解:设烟囱的高度为h ,由题可得

u =q v /A =10.11m/s

Re =duρ/μ=7.58×104

相对粗糙度为

ε/d =5mm/3.5m =1.429×10-3

查表得

λ=0.028

所以摩擦阻力

22f h u h d λ=∑

建立伯努利方程有

u 12/2+p 1/ρ+gz 1=u 22/2+p 2/ρ+gz 2+Σh f

由题有

u 1=u 2,p 1=p 0-245Pa ,p 2=p 0-ρ空gh

(h×1.15 kg/m3×9.8m/s2-245Pa)/(0.6kg/m3)=h×9.8m/s2+h×0.028/3.5m×(10.11m/s)2/2

解之得

h=47.64m

3.10用泵将水从一蓄水池送至水塔中,如图3-4所示。水塔和大气相通,池和塔的水面高差为60m,并维持不变。水泵吸水口低于水池水面2.5m,进塔的管道低于塔内水面1.8m。泵的进水管DN150,长60m,连有两个90°弯头和一个吸滤底阀。泵出水管为两段管段串联,两段分别为DN150、长23m和DN100、长100 m,不同管径的管道经大小头相联,DN100的管道上有3个90°弯头和一个闸阀。泵和电机的总效率为60%。要求水的流量为140 m3/h,如果当地电费为0.46元/(kW·h),问每天泵需要消耗多少电费?(水温为25℃,管道视为光滑管)

图3-4 习题3.10图示

解:由题,在进水口和出水口之间建立伯努利方程,有

W e=gh+Σh f

25℃时,水的密度为997.0kg/m3,粘度为0.9×10-3Pa·s

管径为100mm时,

u=4.95m/s

Re=duρ/μ=5.48×105,为湍流

为光滑管,查图,λ=0.02

管径为150mm 时

u =2.20m/s

Re =duρ/μ=3.66×105

管道为光滑管,查图,λ=0.022

泵的进水口段的管件阻力系数分别为

吸滤底阀ζ=1.5;90°弯头ζ=0.75;管入口ζ=0. 5

Σh f1=(1.5+0.75×2+0.5+0.022×60/0.15)×(2.20m/s )2/2

=29.76m 2/s 2

泵的出水口段的管件阻力系数分别为

大小头ζ=0.3;90°弯头ζ=0.75;闸阀ζ=0.17;管出口ζ=1

Σh f2=(1+0.75×3+0.3+0.17+0.02×100/0.1)×(4.95m/s)2/2+

(0.023×23/0.15)×(2.20m/s)2/2

=299.13m 2/s 2

W e =gh +Σh f =29.76m 2/s 2+299.13m 2/s 2+60m×9.81m/s 2=917.49 m 2/s 2=

917.49J/kg

W N =(917.49J/kg/60%)×140m 3/h×997.0kg/m 3=5.93×104W

总消耗电费为

59.3kW×0.46元/(kW·h )×24h/d =654.55元/d

3.11 如图3-5所示,某厂计划建一水塔,将20℃水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压,第二车间的吸收塔内压力为20kPa (表压)。总管内径为50mm 钢管,管长为(30+z 0),通向两吸收塔的支管内径均为20mm ,管长分别为28m 和15m (以上各管长均已包括所有局部阻力当量长度在内)。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度为0.2mm 。现要求向第一车间的吸收塔供应1800kg/h 的水,向第二车间的吸收塔供应2400kg/h 的水,试确定水塔需距离地面至少多高?已知20℃水的粘度为1.0×10-3 Pa·s ,摩擦系数可由式23.0Re 581.0??? ??+=d ελ计算。

环境工程原理考试重点

环境工程原理考试要点(待完善版) 类型: 一:填空(15分) 二:名词解释(15分) 5个 三:简答题(20分) 4个 四:计算题(50分) 4个 一:填空(15分)因为老师没给,只说了简单所以不好说(下面的仅供参考)

二:名词解释(15分) 5个 16选5 1、球形度:它是表征球形颗粒的形状与球形颗粒的差异程度, 又称为形状系数。 2、干扰沉降:在流体中,如果流体的分率较高,颗粒之间有显 著的相互作用,容器壁面对颗粒沉降的影响也不 可忽,此种沉降称为干扰沉降。

3、分离因数:将同一颗粒在同一种流体中的离心沉降速度与重 力沉降速度的比称为分离因数。 4、分割颗径:粒级效率正好为50%的颗粒直径,称为分割粒径。 5、深层过滤:是指流体中的固体颗粒被过滤介质内部的空隙拦 截在介质的微孔流道内,固体颗粒不形成滤饼。 6、固体流态化:是指将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中, 并在流体作用下使颗粒作翻滚运动,类似于液 体的沸腾状态。 7、傅里叶定律:内涵为通过等温面的导热速率与温度梯度和传 热面积成正比,即(P136)。 8、热导率:单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比 例系数 9、对流传热系数:在对流传热过程中由牛顿冷却定律定义热流 密度q与ΔT成正比。 10、菲克定律:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面 积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正 比,即。 11、漂流因子:总体流动对传质速率的影响程度,表达式为 P/PBMm。(P212) 12、双膜理论:双模理论基于双模模型,他复杂的的对流传质 过程描述为吸收质以分子扩散形式通过两个串

(完整word版)环境工程原理第三版课后答案

1.2简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解:环境工程学作为环境学科的一个重要分支,主要任务是利用环境学科以及工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 1.3去除水中的悬浮物,有哪些可能的方法,它们的技术原理是什么? 解:去除水中悬浮物的方法主要有:沉淀、离心分离、气浮、过滤(砂滤等)、过滤(筛网过滤)、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为:重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4空气中挥发性有机物(VOCs)的去除有哪些可能的技术,它们的技术原理是什么? 解:去除空气中挥发性有机物(VOCs)的主要技术有:物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为:物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解:土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面:①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类?它们的主要作用原理是什么? 解:从技术原理上看,环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散,防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么? 解:该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程,即水质净化与水污染控制工程、大气(包括室内空气)污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理,为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 2.1某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6(体积分数),求: (1)在1.013×105Pa、25℃下,用μg/m3表示该浓度; (2)在大气压力为0.83×105Pa和15℃下,O3的物质的量浓度为多少? 解:理想气体的体积分数与摩尔分数值相等 由题,在所给条件下,1mol空气混合物的体积为V1=V0·P0T1/P1T0=22.4L×298K/273K=24.45L

环境工程原理第二版课后答案

第I 篇 习题解答 第一章 绪论 简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解:环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段,到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学,其研究范围和内涵不断扩展,所涉及的学科非常广泛,而且各个学科间又互相交叉和渗透,因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解:环境工程学作为环境学科的一个重要分支,主要任务是利用环境学科以及工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 图1-2 环境工程学的学科体系 环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理

去除水中的悬浮物,有哪些可能的方法,它们的技术原理是什么 解:去除水中悬浮物的方法主要有:沉淀、离心分离、气浮、过滤(砂滤等)、过滤(筛网过滤)、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为:重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 空气中挥发性有机物(VOCs)的去除有哪些可能的技术,它们的技术原理是什么 解:去除空气中挥发性有机物(VOCs)的主要技术有:物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为:物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解:土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面:①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解:从技术原理上看,环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散,防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。 《环境工程原理》课程的任务是什么

环境工程原理课后习题答案

第I 篇 习题解答 第一章 绪论 1 . 1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解:环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段,到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学,其研究围和涵不断扩展,所涉及的学科非常广泛,而且各个学科间又互相交叉和渗透,因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解:环境工程学作为环境学科的一个重要分支,主要任务是利用环境学科以及工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 图1-2 环境工程学的学科体系 1.3 去除水中的悬浮物,有哪些可能的方法,它们的技术原理是什么? 解:去除水中悬浮物的方法主要有:沉淀、离心分离、气浮、过滤(砂滤等)、过滤(筛网过滤)、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为:重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4 空气中挥发性有机物(VOCs )的去除有哪些可能的技术,它们的技术原理是什么? 解:去除空气中挥发性有机物(VOCs )的主要技术有:物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为:物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解:土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面:①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 1.6 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类?它们的主要作用原理是什么? 解:从技术原理上看,环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术 环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系 环境科学环境工程学 环境生态学 环境规划与管理

最新环境工程原理试题库(1)

《环境工程原理》试题库 试题一 二:填空题(18分) 1、某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=__8.7 02mH , ___pa 41053.8?_______Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、常温下水的密度为10003m Kg ,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以53 10310.11000.3.1.0?===-μρdu R e s m 3 速度流动,其流动类型为 _湍流___。 3、流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以_层流、过渡流和湍流__. 4、气体的粘度随温度的升高而___增加__,水的粘度随温度的升高而 降低_。 5、水在管路中流动时,常用流速范围为__3-8__s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为___8-15___s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_启动前应灌满液体,关出口阀门、用调节阀调节流量____. .往复泵_启动前不需灌液,开旁路阀、用旁路阀来调节流量的. 7、在非均相物糸中,处于_分散___状态的物质,称为分散物质,处于 _连续__状态的物质,称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括__过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。。 9、传热的基本方式为____热传导、对流传热、热辐射。 10、工业上的换热方法有__间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、α称为_对流传热膜糸数_,其物理意义为当流体与壁面温度差为1K 时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。提高管内α值的有效方法增加流程。 提高管外α值的有效方法_加拆流挡板。 12、蒸汽冷凝有二种方式,即__滴状冷凝和膜状冷凝。其中, 由于滴状冷凝 成小液滴沿壁面直接落下__,其传热效果好。 试题二 一:填充题(20分) 1、牛顿粘性定律_dy dw .μτ=_,粘度在SI 制中的单位是2.m s N _。 2、常用测定流量的流孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3、在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_位置_而变,不随_时间_而变,称为稳定流动。若以上各量既随_时间__而变,又随__位置__而变,称为不稳定流动。 4、等边三角形的边长为a ,其当量直径为__a 33_。

环境工程原理习题集060813-完整答案

第八章 吸收 8.1在30℃,常压条件下,用吸收塔清水逆流吸收空气-SO 2混合气体中的SO 2,已知气-液相平衡关系式为47.87y x * =,入塔混合气中 SO 2摩尔分数为0.05, 出塔混合气SO 2摩尔分数为0.002,出塔吸收液中每100 g 含有SO 2 0.356 g ,试分别计算塔顶和塔底处的传质推动力,用y ?、x ?、p ?、c ?表示。 解:(1)塔顶 出塔SO 2的摩尔分数为20.002y =,入塔吸收液中SO 2的摩尔分数为20x = 所以与出塔气相平衡的吸收液摩尔分数为*520.002/47.87 4.1710x -==? 与入塔吸收液平衡的气相摩尔分数为20y *= 所以*55222 4.17100 4.1710x x x --?=-=?-=? *2220.00200.002y y y ?=-=-= 22101.325101.3250.0020.2026p y ?=??=?=kPa 忽略吸收液中溶解的SO 2,则摩尔浓度可计算为1000/1855.6c ==mol/L 52255.655.6 4.17100.00232c x -?=??=??=mol/L (2)塔底 入塔SO 2的摩尔分数为10.05y =,出塔吸收液中SO 2的摩尔分数为 10.356/64 0.001100/18 x = = 所以与入塔气相平衡的吸收液摩尔分数为*10.05/47.870.0010444x == 与出塔吸收液平衡的气相摩尔分数为1147.8747.870.0010.04787y x *==?= 所以*51110.00104440.001 4.4410x x x -?=-=-=? *1110.050.047870.00213y y y ?=-=-= 11101.325101.3250.002130.2158p y ?=??=?=kPa 51155.655.6 4.44100.00247c x -?=??=??=mol/L 8.2吸收塔内某截面处气相组成为0.05y =,液相组成为0.01x =,两相的平衡

环境工程原理第三版课后答案

1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系 解:环境工程学作为环境学科的一个重要分支,主要任务是利用环境学科以及工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2 是环境工程学的学科体系。 1.3 去除水中的悬浮物,有哪些可能的方法,它们的技术原理是什么? 解:去除水中悬浮物的方法主要有:沉淀、离心分离、气浮、过滤(砂滤等)、过滤(筛网过滤)、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。上述方法对应的技术原理分别为:重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4空气中挥发性有机物(VOCs)的去除有哪些可能的技术,它们的技术原理是什么? 解:去除空气中挥发性有机物(VOCs)的主要技术有:物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。上述方法对应的技术原理分别为:物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解:土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面:①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染:②污染土壤通过土壤颗 粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入:③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类?它们的主要作用原理是什么? 解:从技术原理上看,环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散,防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么?解:该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程,即水质净化与水污染控制工程、大气(包括室内空气)污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理,为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 2.1某室内空气中03的浓度是0.08 X10-6(体积分数),求: (1)在1.013 X05Pa、25C下,用口g/n3表示该浓度; (2)在大气压力为0.83 X05Pa和15C下,03的物质的量浓度为多少? 解:理想气体的体积分数与摩尔分数值相等

环境工程原理试题(卷)与答案解析

XXXXXX 2016至2017学年第 1 学期 环境工程原理 考查试卷 考试方式: 开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的70% 教研室主任复核 本试卷可能用到的计算值: ln2=0.693, ln3=1.099, ln5=1.609,g=10 m/s 2 ,= 1.4 π=3.14, =1.44 一、填空题:(每空0.5分 .共20分) 1. _______________和________________是目前人类面临的两大类环境问题,它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题。 2. 水污染根据污染物的不同可分为___________________、___________________和________________三大类。 3. 空气净化与大气污染控制技术可分为_________________和_______________两大类。 4. 压强用国际单位制单位导出的表示结果为_________________。 5. 李白诗中有“白发三千丈,缘愁似个长”句,用国际单位制表示李白描述的白发长度为________________。释印肃诗中有“黄金万两非堪比,东西南北至分明”,用国际单位制表示诗中描述的黄金质量是_____________________。 6. 百分比浓度的量纲为_______________。 7. 在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变,不随__________而变,称为稳定流动。质量衡算依据的基本定律是________________,能量衡算依据的基本定律是____________________。 8. 考古学家发掘出长、宽、高分别为160 cm 、40 cm 、30 cm 的古代排水砖管,壁厚为3 cm ,则流过其中的流体的当量直径为____________。 9. 流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是_____________ 型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的___________ ,縻擦糸数λ与Re 的关系为______________。 10. 用二种厚度相同的材料保温时,往往把_____________ 的材料包在内 层,以达到好的保温效果。 11. 能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括_______________、_______________和____________,不能直接转变为机械能的能量包括_______________和____________。 12. 流体流动有两种典型的形态,即_________和_________,判别方法是用___________的值来判断,判断临界值分别为____________和_______________。 13. 测流量的装置主要有_______________、________________和______________。 14. 热量传递主要三种方式分别为________________、______________和______________,其中____________不能发生在固体中,________________可以发生在真空中。 15. 费克定律的表达式为_______________。 16. 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间的____________,在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动。 二、判断题:(每小题1分,共10分) 1. 对于土壤的污染只能产生局部污染。 ( ) 2. 对于两种气体组成的混合体系来说,两种组分的质量比等于摩尔比。 ( ) 系部名称: 专业班级: 姓名 学号: 密 封 线 内 不 得 答 :题 -----------------------------密 封 线----------------------------------------密 封 线-----------------------------------------密 封 线--------------

环境工程原理(第二版)全部课后答案

第I篇习题解答 第一章绪论 1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解:环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段,到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学,其研究围和涵不断扩展,所涉及的学科非常广泛,而且各个学科间又互相交叉和渗透,因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解:环境工程学作为环境学科的一个重要分支,主要任务是利用环境学科以及工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 环境工程学环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系 环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理

图1-2 环境工程学的学科体系 1.3 去除水中的悬浮物,有哪些可能的方法,它们的技术原理是什么? 解:去除水中悬浮物的方法主要有:沉淀、离心分离、气浮、过滤(砂滤等)、过滤(筛网过滤)、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为:重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4 空气中挥发性有机物(VOCs)的去除有哪些可能的技术,它们的技术原理是什么? 解:去除空气中挥发性有机物(VOCs)的主要技术有:物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为:物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解:土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面:①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 1.6 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类?它们的主要作用原理是什么? 解:从技术原理上看,环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散,防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。

环境工程原理期末考试复习题及参考答案-专升本

《环境工程原理》复习题 一、填空题 1、球形颗粒在静止流体中作重力沉降,经历________和_______两个阶段。沉降速度是指_______阶段,颗粒相对于流体的运动速度。 2、在流动系统中,水连续地从粗圆管流入细圆管,粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。 3、某室内空气中O 的浓度是0.08×10-6(体积分数),在1.013×105Pa、25℃下, 3 该浓度可表示为 __ _ __ μg/m3。 4、若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为_____气体。在吸收操作中__压力和_____温度可提高气体的溶解度,有利于吸收。 5、长方形的长为2a,宽为 a,其当量直径为__________。 6、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数,而不随_ ____变化,该系统称为稳态系统。 7、传热的基本方式有、和辐射三种,传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。 8反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和。 9、边界层的形成是流体具有__ ___的结果。 10、在深层过滤中,流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获,该过程主要包括以下几个行为:__ ___、附着行为、__ ___。11、常用吸附剂的主要特性有:(1)__ ___;(2)__ ___;

(3)稳定性好;(4)适当的物理特性;(5)价廉易得。 12、所谓气膜控制,即吸收总阻力集中在______一侧,而______一侧阻力可忽略;如果说吸收质气体是属于难溶气体,则此吸收过程是________控制。 13、在流动系统中,水连续地从粗圆管流入细圆管,粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。 14、传热的基本方式有、和辐射三种,传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。 15、在间壁式换热器中,间壁两边流体都变温时,两流体的流动方向 有、逆流、错流、 __ ______四种。 16、长方形的长为2a,宽为 a,其当量直径为__________。 17、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数,而不随_ ____变化,该系统称为稳态系统。 18、某化工厂,用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽,经过一段时间运行后,发现换热器的传热效果明显下降,分析主要原因 是。 19、反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和。 20、在深层过滤中,流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获,该 过程主要包括以下几个行为:__ ___、附着行为、__ ___。 21、用二种厚度相同的材料保温时,往往把_____________ 的材料包在内层, 以达到好的保温效果。

环境工程原理试题及答案word版本

环境工程原理试题及 答案

华南农业大学期末考试试卷(A卷) 2011-2012学年第1 学期考试科目:环境工程原理基础 考试类型:(闭卷)考试考试时间: 120 分钟 学号姓名年级专业 一、单项选择(本大题共8 小题,每小题 2 分,共 16分) 1、圆形直管管径增加1倍,流量、长度及摩擦系数均不变时,流体在管内流动的沿程阻力损失变为原来的多少倍() A 、2 B、4 C、1/16 D、1/32 2 、关于无量纲准数,下列说法正确的是() A 、量纲为1 B、无量纲、有单位 C、有量纲、无单位 D、数值大小取决于所采用单位制 3 、流体流动的内摩擦力与()成正比 A 、动能梯度 B、流量梯度C、速度梯度 D、压力梯度

4 、关于气体黏度,下列说法正确的是() A 、基本不受压力影响 B、基本不受温度影响 C、随压力升高而减小 D、随温度升高而减小 5、某一含有A、B两种组分的气相混合体系总体处于静止状态,其中B浓度远大于A且分布均匀一致,A在水平方向存在浓度分布,则下列说法正确的是() A 、2组分在水平方向进行反向扩散 B、A组分扩散通量与AB组分平均浓度差成正比 C、B组分扩散通量与AB组分平均浓度差成反比 D、A组分扩散通量与A的浓度差成正比 6 、旋风分离器临界直径是指() A、能够进入其中的最小颗粒直径 B、能够进入其中的最大颗粒直径 C、能全部分离出来的最小颗粒的直径 D、能全部分离出来的最大颗粒的直径 7 、滤料通常是指()过滤介质 A、颗粒状 B、织物状 C、多空固体 D、多孔膜

8、 活性炭对水中某种高分子有机物在25℃吸附实验发现吸附容量q 和平衡浓度c 之间具有如下关系:c c q 21+= ,这个关系符合下列哪种吸附等温曲线( ) A 、弗兰德里希(Freundlich)方程 B 、朗缪尔(Langmuir)方程。 C 、亨利方程。 D 、 Bet 方程。 二、填空题(本大题共8 小题,每小题 2 分,共16 分) 1、 “环境工程学”的任务是利用环境学科与工程学的方法,研究环境污染控制理论、____技术___、措施和____政策____。 2、 污染物处理工程的核心:利用环境工程基本技术原理,通过_____工程___手段,实现污染物的_____高效___、快速去除。 3、 环境工程原理分析问题的基本思路是通过_____微观___过程分析看本质,通过_____数学___表达进行定量解析。 4、若质量为m 、体积为V 的流体进入某静压强为p 、面积为A 的截面,则输入系统的功为____pV____,这种功称为_____流动___功,即是流体的静压能。 5、 根据伯努利方程,流体在流动过程中若存在能量损失,且无外功加入,系统的总机械能沿流动方向将逐渐____减少____。 6、 分子扩散过程由分子的____微观____运动而导致的,只有在固体、静止流体或层流流动的流体中才会________发生。

环境工程原理习题集(期末必备)

环境工程习题集 复习题一 一.选择题(每小题2分,共20分) 1.液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是()。 A从位能大的截面流向位能小的截面; B从静压能大的截面流向静压能小的截面; C从动能大的截面流向动能小的截面; D从总能量大的截面流向总能量小的截面。 2. 水以2m/s的流速在Φ35mm×2.5mm的钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa﹒s,密度为1×103kg/m3,其流动类型为() A 层流 B 湍流 C 无法确定 3.将管路上的阀门开大时,其阻力系数()。 A 变小 B 变大 C 不变 4.关于传热糸数K下述说法中错误的是()。 A传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值; B总传热糸数K随着所取的传热面不同而异; C总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱,与冷热流体的物性无关; D要提高K值,应从降低最大热阻着手; 5.在稳定变温传热中,流体的流向选择()时传热平均温度差较大。 A并流 B逆流 6.黑体的辐射能力与其表面温度的()成正比。 A平方 B三次方 C 四次方 D平方根 7.下述说法中正确的是()。 A 过滤速率与过滤面积成正比; B 过滤速率与过滤面积的平方成正比; C 过滤速率与滤布阻力成反比; D 过滤速率与操作压差的平方成正比 8.介质阻力系数ζ=24/Re的适用范围是()。 A圆柱形微粒; B球形微粒; C方形微粒; D 层流区; E过渡区; F湍流区 9.旋流分离器是利用离心力分离()。 A气液混合物的设备; B液固混合物的设备; C液液混合物的设备; D气固混合物的设备;

10.下列不属于双膜理论的基本论点是( ) A 气液相之间有一固定的界面,且界面处气液两相两项达到平衡; B 相界面两侧各有一层停滞膜,膜内的传质方式为涡流扩散; C 传质阻力集中在停滞膜内,膜外不存在传质阻力。 一、 填空题(每空2分,共24分) 1.在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_________而变,不随__________而变,称为稳定流动。 2.边界层的形成是流体具有_________结果。 3.对流传热的热阻主要集中在_____________,因此_______________是强化对流传热的重要途径。 4.过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程, 过滤速率是指___________。 5.完成下列方程,并指出吸收糸数的单位。 )(-=Ai L A C k N L k 的单位__________________。 )(-=A G A p K N G K 的单位_______________。 二、 判断题(每小题1分, 共8分) 1.流体流动的类型有:滞流、湍流和过渡流。( ) 2.多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热糸数小,则该层的导热热阻大,推动力小。( ) 3.静压能与动能、位能统称为机械能,且在流体流动过程中可以相互转变。( ) 4.在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流。( ) 5.黑体、镜体和灰体都是理想化的物体,在自然界中并不存在。( ) 6.水化半径越大的离子越易被交换。( ) 7.离心机是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。( ) 8.吸收分离不属于传质分离。( ) 三、 问答题(每小题4分,共8分) 1.换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 2.何谓重力沉降?何谓重力沉降速度? 五、计算题(1小题16分,2、3小题各12分,共40分)

环境工程原理复习题样本

59. 一球形石英颗粒, 在空气中按斯托克斯定律沉降, 若空气温度由20℃升至50℃, 则其沉降速度将___________ 。 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关, 而与__________无关。 61.03007过滤介质阻力忽略不计, 滤饼不可压缩, 则恒速过滤过程中滤液体积 由V 1 增多至V 2 =2V 1 时则操作压差由ΔP 1 增大至ΔP 2 =_______。 62. 0308已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S, q e 为V e /S, V e 为过 滤介质的当量滤液体积( 滤液体积为V e 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介 质的阻力) , 在恒压过滤时, 测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K= _______, q e =_______。 63.03013 一个过滤操作周期中, ”过滤时间越长生产能力越大”的看法是_____, ”过滤时间越短, 生产能力越大”的看法是_____。过滤时间有一个_____值, 此时过滤机生产能力为______。 64.03014 过滤机操作循环中, 如辅助时间τ D 越长则最宜的过滤时间将______。 65. 03015 对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方, 对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方。1; 1-S 66.03016 对恒压过滤, 介质阻力能够忽略时, 过滤量增大一倍, 则过滤速率为原来的________。 67. 03017对恒压过滤, 当过滤面积S增大一倍时, 如滤饼不可压缩, 则过滤速率增大为原来的____倍, 如滤饼可压缩, 过滤速率增大为原来的____倍。 69.03025按φ s =A p /A定义的球形度( 此处下标p代表球形粒子) , 最大值 为___φ s 越小则颗粒形状与球形相差越___。

清华大学环境工程原理(分离过程原理)期末试卷(环3)

环3 《环境工程原理》——分离过程原理试题 班级:姓名:学号: 一、问答题(每题6分,共30分): (1)在过滤过程中,滤饼层的可压缩性通常用什么参数来表示?试分析说明滤饼层为不可压缩 和可压缩两种情况时,增加过滤压差对过滤速度的影响。 (2)试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。 (3)试说明反渗透膜材质是如何影响膜的截留率的? (4)空气中含有SO2和CH4两种气体,其分压相同,试判断哪种污染物更易被水吸收?为什么? (5)采用活性炭吸附某含酚废水,当采用单级吸附饱和后,将饱和后的活性炭填充到固定床中, 从顶部通入同样浓度的含酚废水,问活性炭是否还能吸附酚?为什么? 二、采用转筒离心机分离悬浊液中的固体颗粒,已知颗粒直径为50μm,颗粒密度为6600kg/m3,悬浊液密度为1000kg/m3,黏度为1.2×10-3Pa·s,转筒尺寸为h=500mm, r1=50mm, r2=100mm, 离心机转速为250r/min。(20分) (1)求离心机完全去除固体颗粒时的最大悬浊液处理量。 (2)如果改用直径D与离心机相同的旋流分离器处理该悬浊液,假设进液口宽度B=D/4,液体 在旋流分离器中的旋转圈数为5,采用什么样的操作条件,才能使旋流分离器的分离效率与离心机相同。 三、对某有害气体采用吸收法处理,已知气液两相的相平衡关系为y*=1.2x。假设气体中溶质摩尔分数为0.3,吸收剂中的溶质摩尔分数为0.01,液气比为2。(25分) (1)采用逆流操作时,请画出操作线和平衡线的关系示意图。假设气体出口处气体中溶质摩尔 分数为0.02,计算气体进口和出口处的推动力。 (2)采用并流操作(气体和吸收剂均从塔底部进入)时,请画出操作线和平衡线的关系示意图。 如果同样要求气体出口处气体中溶质摩尔分数达到0.02,问是否能够达到要求?气体中溶质摩尔分数最低能达到多少? (3)在上述并流操作条件下,如果要使气体出口处气体中溶质摩尔分数达到0.02,应如何调整 操作参数?请通过计算说明。 四、采用萃取法处理含酚废水。已知待处理的含酚废水体积为10L, 密度为1000 kg/m3,废水中的酚浓度为100 mg/L,要求萃取后废水中酚浓度达到15mg/L以下。假设酚的分配系数为15,并不随溶液组成而变化。(25分) (1)采用单级萃取时,问需要添加多少kg的萃取剂? (2)将单级萃取后的萃取相与同样体积和同样浓度的含酚废水再次接触进行萃取操作,问废水 中的酚浓度可以降低到多少?并请画出操作线和平衡线的关系示意图。 (3)重复(2)的操作,求最终得到的萃取相中酚的最大浓度为多少?

环境工程原理复习题(1)教程文件

59. 一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将___________ 。 下降 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关,而与__________无关。 长度;宽度;高度 61.03007过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V1 增多至V2 =2V1 时则操作压差由ΔP1 增大至ΔP2 =_______。 2ΔP1 62. 0308已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,qe为Ve /S,Ve 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒压过滤时,测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K=_______,qe =_______。 0.000535;0.0535 63.03013 一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是_____,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是_____。过滤时间有一个_____值,此时过滤机生产能力为______。 不正确的;不正确的;最适宜;最大

64.03014 过滤机操作循环中,如辅助时间τD越长则最宜的过滤时间将______。 越长 65. 03015 对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方,对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方。1;1-S66.03016 对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的________。 二分之一 67. 03017对恒压过滤,当过滤面积S增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的____倍,如滤饼可压缩,过滤速率增大为原来的____倍。 四;四 68. 03018回转真空过滤机,整个转鼓回转操作时大致可分为_______,_______,_______和________四个区域。 过滤区;洗涤与脱水区;吹松区;卸渣区 69.03025按φs =Ap /A定义的球形度(此处下标p代表球形粒子),最大值为___φs 越小则颗粒形状与球形相差越___。1;大 70.03028在过滤的大部分时间中,______起到了主要过滤介质的作用。 滤饼

环境工程原理复习题1

环境工程原理习题1 填空: 1、对流传质系数为κc,整个有效膜层的传质推动力为C A,i-C A,0,对流传质速率方程为:。 2、按溶质与吸收剂之间发生的作用吸收过程可分为:。 3、亨利定律在三种表达形式为:。 4、双组分体系y A((溶质的摩尔分数)与Y A(摩尔比)之间的关系式为:。 5、双组分体系x A((溶质的摩尔分数)与X A(摩尔比)之间的关系式为:。 6、双膜理论假设在两界面处气、液两相在瞬间:。 7、在稳态恒摩尔逆流吸收塔中,废气初始浓度Y1为0.05,吸收率为98%,Y2= 。 8、在稳态恒摩尔逆流吸收塔中,全塔物料衡算方程为:。 9、最小吸收剂条件下,塔底截面气、液两相。 10、Freundlich方程为:。 12、单分子吸附的Langmuir等温方程为:。 简答题: 1、空气中含有SO2和CH4两种气体,其分压相同,试判断哪种气体更容易被水吸收,为什么? 2、用活性炭吸附含酚废水,当采用单级吸附饱和后,将饱和后的活性炭到固定床中,从顶部通入同浓度的含酚废 水,问活性炭是否还能吸附?为什么? 传质与吸收: 一、基本知识 1.吸收的依据是(1 )。 ①气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异②液体均相混合物中各组分挥发能力的差异 ③液体均相混合物中各组分结晶能力不同④液体均相混合物中各组分沸点不同 2.一个完整的工业吸收流程应包括(3 )。 ①吸收部分②脱吸部分③吸收和脱吸部分④难以说明 3.吸收操作的作用是分离(1 )。 ①气体混合物②液体均相混合物③互不相溶的液体混合物④气—液混合物 4.评价吸收溶剂的指标包括有(1,2,3 )。 ①对混合气中被分离组分有较大溶解度,而对其他组分的溶解度要小,即选择性要高 ②混合气中被分离组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感 ③溶剂的蒸气压、黏度要低,化学稳定性要好,此外还要满足价廉、易得、无毒、不易燃烧等经济和安全条件 5.有关吸收操作的说法中正确的是(1-7 )。 ①实际吸收过程常同时兼有净化与回收双重目的 ②吸收是根据混合物中各组分在某种洛剂中溶解度的不同而达到分离的目的 ③一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两部分 ④常用的解吸方法有升温、减压和吹气。其中升温与吹气特别是升温与吹气同时使用最为常见 ⑤用吸收操作来分离气体混合物应解决下列三方面问题:α.吸收剂的选择; b.吸收剂的再生; c.吸收设备 ⑥根据不同的分类方法,吸收可分为物理吸收和化学吸收;也可分为单组分吸收和多组分吸收;又可分为等温吸收 和非等温吸收 ⑦按气、液两相接触方式的不同,可将吸收设备分为级式接触与微分接触两大类 6.由二氧化碳、空气、水构成的气液平衡体系,若总压及温度选定,那么当空气被视为不溶于水的惰性组分时,该体系的自由度数是(3 )。

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