环境工程原理试卷及答案

1、XXXXXX2016至 2017 学6.百分比浓度的量纲为年第1学期7.在流动系统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随血变，不随血变，称为稳定环境工程原理考查试卷流动。质量衡算依据的基本定律是考试方式：开卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70%能量衡算依据的基本定律是题答得不内线封密题号一二三程研五的市总分管丁量厚二的1场则流过其中的流体的当室延任复核量重:径为O8.考古学家发掘出长、宽、高分别为160cm、40cm、30cm9.流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是本试卷可能用到的计算值： _ _2ln2=0.693,ln3=1.0叫ln5=1.609, g=10m/s2,1.4（每空0

2、.5速的10.用果。,翟曲线，其管中心的最大流速为平均流?,縻擦系数人与Re的关系为种厚度相同的材料保温时，往往把?勺材料包在内？层，以达到好的保温效是目前人类面临的两大类11.能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括:号学名姓：级班业专：称名部系环境问题，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。不能直接转变为机械能的能量包括2.水污染根据污染物的不同可分为12.流体流动有两种典型的形态，即,判别方法是用的值来判断，判三大类。断临界值分别为3.空气净化与大气污染控制技术可分为13.测流量的装置主要有两大类。4.压强用国际单位制单位导出的表示结果为14.热量传递主要三种方式分别为5

3、.李白诗中有 白发三千丈，缘愁似个长”句，用国际单不能发生在固体中,可以发生在真空中。位制表示李白描述的白发长度为印肃诗中有 黄金万两非堪比，东西南北至分明”，用国15费克定律的表达式为际单位制表示诗中描述的黄金质量是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。心 I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。（）3对一个系统进行质量衡算的时候，可用以系统中所有 的组分进行衡算，也可以用其中一种组分甚至其中一种元素进行衡算。（）4 .流

4、体在管道中流动的时候，管道直径发生变化，则流 速和流量也相应的要发生变化。（）5不管流体流过的管道截面形状如何，接近管壁的地方 总是阻力最大的地方。（）6 .管道内壁粗糙度的增大不一定总是增大流体流过的阻 力。（）7 .并联管路中不管各支路管径、粗糙度等区别有多大， 流体流过各支路的阻力损失都一定相等。）8传热的推动力是温度差与导热系数的乘积。（）9汽相向液相的质量传递主要依靠分子扩散。（）10.颗粒在流体中沉降过程中，如果重力等于阻力和浮力三.选择题：（每小题2分，共20分）1.下列结论不正确的是（？?）o ?A液体的粘度随温度的升高而减小；B气体的粘度随温度的升高而增大；？C液体的粘度基本

5、上不随压强变化；D气体的粘度随 压强增大而减小。2 .四流与湍流的本质区别是（？?？ o ?A?湍流流速大于层流流速；？B湍流的流动阻 力大，层流的流动阻力小；?C?流的雷诺数大于层流的雷诺数；D?层流无径向 脉动而湍流有径向脉动。3 .将管路上的阀门关小时，阀倒勺阻力系数将（？?）JA?变小；？B度大；？ 和C?不变；？D视液体种类、管道材料等而定。4 .物质导热系数的顺序是（?）。则A金属一般固体液体嘶; ?B金属液体一般固体 气体；？粒C金属 气体液体一般蠲本；D金属 液体气体一般固体。？悬5.在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是(? 。 ?A颗粒的几彳5尺寸；？B颗粒与流体的密

6、度；？?C流体的水平流速；？?？蔗粒的 形状。？6.冷热两流体的对流传热系数人相差较大时，提高总传热系数K值的措施是(？?)。？A提高小的人值；？?？魄高大的人值；C提高小的人值，同时降低大的人值；?D提高大的人值，同时降低小的人值。？7某液体在内径di的水平管路中稳定流动，其平均流速为u,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2 (d2=)的管子时，其流速为原来的(？)倍。?A?; ?B? ?C?2 ?D?48.当换热器使用一段时间后，传热表面会结垢，结垢层将使总传热热阻(?) ?A不变；？B减小；?C增大；？?？D视结垢层厚度而定，可能增大，也可能减小。9在换热器中，热油从140c冷却到8

7、0C,使冷水从20c 加热到50C。顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差分别为()。?A57.7 C, 73.9?C; ?B73.92 , 57.7 C; ?C43.3C, 26.1 C; ?D26.1C, 43.3C。-10.粒径分别为16um及8um的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心沉降速度之比为(沉降在斯托克斯区)(？?？ o ?1 .简述重力沉降与重力沉降速率。2 .简述衡算系统及衡算系统的分类。3 .简述边界层理论及其要点。4 .简述影响对流传热的因素。5 .描述静止流体中的质量传递形式。五、计算题：(每题6分，共30分)1 .有一外径 60mm壁厚3mm的金属管

8、，导热系数 45W/(m ?K)，外面包裹两层厚度均为30mm的保温材料， 直接贴着金属管的一层导热系数为 0.04W/(m?K),外层 导热系数为0.15W/(m?K),如果已知管内温度105C, 最外层表面温度5C,计算每米管长的热损失。2 .一水箱内有1m3含总磷60mg/L的水，现用河水进行置 换，河水进入水箱的流量为1m3/min,含磷12mg/L ,同 时从水箱中排出相同的水量，假设河水进入箱中即被良 好混合，排除磷的其他消耗，计算水箱中磷含量变为 20mg/L时，需要多长时间。3 .水以0.05m/s的速率流过三聚富胺颗粒填料柱，填料高 度为1.2m,流出的水中三聚寓胺浓度为饱和

9、浓度的 60%,已知单位柱体积的三聚富胺颗粒表面积为 2X 103m2,计算三聚富胺在水中的传质系数。4 .如图所示，水从水池通过内径为10cm的管道中流出， l1=30m, l2=46m, h2=12m,管道中沿程摩擦系数人= 0.025,弯头(=0.75,水池与水管连接处(=0.5。试计 算(1)当h1=10m时，通过弯管的流量是多少(2)如果流量为30L/S,水池中水头儿应为多高？得分A?2; ?B?4 ?C?1 ?D?四、简答题：(每题4分，共20分)5某条件下流体密度为1xi03kg./m3,黏度为1X10 3Pa./s,其中悬浮有密度为2.2xi03kg./m3的球状颗粒， 且已知

10、颗粒的沉降速度在斯托克斯区，（1）计算颗粒的 最大直径和最大沉降速度；（2）计算该流体流经长为 18m,高为0.25m的沉降室时，流速不超过多少才能使 这种颗粒全部除去？一、填空题1生态破坏、环境污染2物理性污染、化学性污染、生物性污染3 .分离法、转化法1 24 .kg?m ?s5.10000m,500kg6.1 （或无量纲）7位置、时间、质量守衡定律、能量守衡定律8.28.14cm9抛物线、0.5、64/Re10导热系数小的（保温好的）11.动能、位能、静压能、内能、热12层流、湍流、雷诺数、200R 400013孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计14导热、热对流、热辐射、热对流、热辐射

11、15.Naz=-Dab一16密度差二、判断题1.X ； 2.X； 3.V; 4.X； 5V; 6.V; 7.V; 8.x； 9.x； 10.x.三、选择题1C, 2D, 3B, 4A, 5C, 6B; 7D; 8C; 9A;10B。四、简答1.重力沉降是利用非均匀混合物中待分离颗粒 与流体之间的密度差（1分），在重力场中根 据所受的重力的不同，将颗粒物从流体中分离 的方法（1分）。颗粒在液体中开始沉降的瞬 间，由于颗粒与流体间没有相对运动，沉降速 率u=0,随着颗粒的沉降，流体阻力增大，沉 降过程变为减加速运动（1分），经过一段时 问后，作用在颗粒上的重力、浮力和阻力达到 平衡，颗粒开始做恒速

12、下沉运动。颗粒沉降达 到等速运动的速率称为终端速率或沉降速率（1 分）。2.用衡算方法分析各种与物质传递和转化有关 的过程时，首先应确定一个用于分析的特定区 域（1分），既衡算的空间范围，称为衡算系 统（1分）。衡算可以是宏观上较大的范围。（1分），对宏观范围进行的衡算称为总衡算， 对微元范围进行的衡算称为微分衡算（1分）。 3.1904年普兰德提出了 “边界层”的概念，认 为即使粘性很低的流体，边界层也不能忽略， 但其影响仅限于固体壁面附近的薄层，既边界 层（1分）。其要点为：（1）当实际液体沿固 体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层 区域，在此区域内，流体的流速很小，但流速 沿壁面法向

13、的变化非常迅速（1分）。这一区 域称为边界层或流动边界层，也称为速率边界 层。在边界层内不能忽略黏性力（1分）。（2） 边界层外的整个流动区域称为外部流动区域。 在该区域内，辟面法向速度梯度很小，可以将 黏性力忽略（1分）。4影响对流传热的因素很多，包括流体的物性 特征、固体壁面的几何特征及流体的流动特征（1分）。（1）物性特征：液体的物性将影响 传热，通常，流体密度或比热越大，传热速率 越大，导热系数越大，传热越迅速，黏度越大, 越不利于传热（1分），（2）几何特征，将影 响流体的流动状态或流体内部的速度分布（1 分）。（3）流动特征，包括流动起因，流动 状态，相变等（1分）。.5静止流体中

14、的质量传递有两种典型情况，即 单向扩散和等分子反向扩散（1分）。单向扩 散是静止流体与相界面接触时的物质传递完 全依靠分子扩散，其扩散规律可以用费克定律 描述（1分）。等分子反向扩散是在一些双组 分混合体系的传质过程中，当体系总浓度保持 均匀不变时，组分A在分子扩散的同时伴有组 分B向相反方向的分子扩散，且组分B扩散 的量与组分A相等（1分）。第三种是界面上 有化学反应的扩散，既对于某些系统，在发生 分子扩散的同时，往往伴随着化学反应（1分）。 五、计算题1解：三种材料的平均对数半径分别为in即 27inm=2S.47mm30rm2- -77? mm=43,28mm ,60In（1分）（1分）

15、30=42.59W/m2 .解：对水箱进行磷的衡算，在dt时间内进 入的磷一排出的磷=积累的磷（1分）令入口流量Q,浓度c1,出口流量Q,水箱 内水体积V,浓度c,则有 Q x c1 Q x c= d（Vc）/dt （1 分）分离变量 dt=Vdc/（Qxc1-QXc） （1 分）积分边界：t:0-tc:60-20 （1 分）即： = （1分）t=1.79min （1 分）3 .解：在填料柱层取微元段dz,设A为填料 柱横截面积，则微元体积为A?dz,以单位时 间为衡算基准，在微元段内对三聚鼠胺作质量 衡算，稳态情况下，流出量流入量=溶解量若单位体积的三聚鼠胺表面积为a,则三聚 鼠胺溶解的量为NA?a?A?dz.设水中三聚鼠胺饱和浓度为Cs,则三聚鼠胺 溶解速率为Na = *（Cs-Ca）流出量流入量=u?A?dCAu?A?dCA+k（Cs-CA）?a?A?dz=0分离变量，边界为z:0-1.2, Ca:0-0.6Cs（1分）-ln30=min=73.99nnTi,90In60（1分）心 加。12匹l 27r4nQ=A T/r 总=（105-5）/2.348k=3 x 10-5m/s4.解：取水池水面为1-1'截面，三管道出口内侧断面为2 2'截面，水基准面在出口管轴心水平面上