环工A卷 - 答案环境工程原理

1、院、系领导审批并签名 a卷广州大学 2014-2015 学年第 二 学期考试卷答案课程 环境工程原理 考试形式（闭卷，考试）学院 环境 专业 环境工程 班级 131、132 学号 姓名 题次123456789总分评卷人分数777777202018100评分简答题（每题7分，共计42分）1流体在圆直管内流动，同时进行传热。（1）当流速增加，流态由层流变为湍流时； （2）当流体流过弯管时，流动阻力和传热阻力分别有什么变化？答：（1）边界层减小，速度梯度大，流动阻力变大；传热阻力减小，传热速率增大。（2）弯管处产生环流，扰动剧烈，传热阻力增大；利于传热。2有一个套管换热器，内管外侧装有翅片，用水冷却

2、空气，空气和水各应走哪里（管内和壳间）？试解释原因。答：装有翅片的目的一方面是为了加大接触面积；另一方面是为了破坏边界层形成以提高对流传热系数。要提高传热器的传热效果，应当提高限制步骤的传热效果。因此，在用水冷却空气的换热过程中，空气对流传热慢，是制约因素。所以，翅片应放在空气一侧，即空气走壳间，水走管内。3为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？答：多孔材料的孔隙中保留大量气体，气体的导热系数小，从而起到保温效果。水的导热系数较大，如果保温材料受潮，将会增大整体的导热系数，从而使得保温性能降低，所以要防潮。4简述“双膜理论”要点。 相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面，界面

3、两侧各有一个很薄的有效层流膜层，溶质通过分子扩散的方式通过此二膜层； 在相界面处，气、液两相达到相平衡； 在膜层以外的中心区域，由于流体的充分湍动，溶质的浓度是均匀的，即两相中心区的浓度梯度为0，全部浓度变化集中在两个有效层流膜层内。 要点a. 吸收总阻力气膜阻力液膜阻力b. 气、液膜界面处达平衡c. 稳态传质5试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。答：表面过滤发生在过滤介质的表面，待过滤流体中的固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐累积成滤饼，滤饼亦起过滤作用。表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼容易形成的情况下。深层过滤通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中，

4、过滤时，颗粒物进入过滤介质层，在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下颗粒物附着在介质表面而与流体分开。深沉过滤一般适用于过滤流体中颗粒物浓度较低的场合。6采用某萃取剂分离混合物中的溶质a和溶质b，如何判断能否将这两种物质通过萃取分离开来？答：用选择性系数来判断。 越大，组分a、b的分离越容易。若1则组分在两相的组成比例相同，不能用萃取的方法分离。计算题7如图所示，用水吸收混合气中氨，已知管子的规格是f 85×2.5mm，水的流量是50m3/h，水池液面到塔顶管子与喷头连接处的垂直距离是20m，管路全部的阻力损失为50j/kg，喷头与管子连接处的压力是100kpa(表压)，试求水从泵获得的

5、外加机械能为多少？（水的密度取1000kg/m3）（20分）解：如图所示，取1-1，2-2界面为衡算界面，1-1截面为基准面，由伯努利方程式得：z1g + p1/+ u12/2 + w = z2g + p2/+ u22/2 + hf (1) 由题意可知 z1=0, z2=20m; p1=0 (表压)，p2=105pa(表压); u1=0 管内径d=85-2×2.5=80mm=0.08m, u2=2.76m/s; hf=50j/kg代入（1）得：w=20×9.81 + 100000/1000 + 2.762/2 + 50 = 350 j/kg 答：水从泵获得的外加机械能为35

6、0 j/kg。 8有一套管式换热器，内管为180 mm × 10 mm的钢管，内管中有质量流量为3000kg/h的热水，从90冷却到50。环隙中冷却水从20升到35。总传热系数k=2000w/(m2·)，水的比热容取4.18kj/(kg·)。（20分）试求：（1）冷却水用量（kg/h） （2）逆流流动时的平均温度差及所需传热面积。解：(1)由cphqmh(t1-t2)=cplqml(t2-t1)得 qm l= =8000kg/h （2）tm=； t1=t1- t2 =90-35= 55; t2=t2- t1 =50-20=30 tm= =41.2 q= cphqmh(t1-t2) =4.18××(90-50)=139kj/s=139000j/s 由q=katm得 a= = =1.69m2 答：冷却水用量为8000kg/h, 逆流流动时的平均温度差为41.2，所需传热面积为1.69m2。 9落球黏度计由一个钢球和一个玻璃筒组成。将被测液体装入玻璃筒，记录下钢球在液体中落下一定距离所需要的时间，即可以计算出液体黏度。现在已知钢球直径为10mm，密度为7900 kg/m3，待测某液体的密度为1300 kg/m3，钢球在液体中下落