复旦环境工程基础课程期末试题

1/1复旦大学环境科学与工程系2021～2022学年第一学期期末考试试卷□A卷■B卷□C卷课程名称：__环境工程原理________课程代码：___ENVI130091.01___开课院系：_____环境科学与工程系______考试形式：闭卷姓名：学号：专业：提示：请同学们秉持诚实守信宗旨，谨守考试纪律，摒弃考试作弊。学生如有违反学校考试纪律的行为，学校将按《复旦大学学生纪律处分条例》规定予以严肃处理。题号12345678总分得分选择题（每空1分，共20分）关于流体，以下说法错误的是（）通常液体的经济流速为1m/s，气体的经济流速为10m/s。管流没有自由表面，是有压流。稳态流一定是均匀流，在任何时刻流体质点流速与空间位置无关。在流场中，流线是一条瞬时曲线。泵的实际工作情况由泵的特性曲线和管路特性曲线共同决定。圆形直管中流体流动状态为层流，如果保持管长不变，管径缩小为原来的一半，流速不变，则阻力损失为原来的（）A.1/4B.1/16C.4倍D.2倍当固体颗粒在流体中的自由沉降属于层流区时，（）的大小对其沉降速度的影响最大。A.颗粒直径B.流体密度C.液体深度D.颗粒密度在过水断面面积、底坡、粗糙系数已知时，水力最佳梯形断面具有最大的（）和最小的（）。A.宽深比B.湿周C.流速D.边坡系数在稳定传热的间壁换热器中，热流体的对流传热膜系数α1是冷流体的对流传热膜系数α2的两倍，壁两面的传热面积相同，则热流体与热流体一侧的壁温差Δt1与冷流体与冷流体一侧的壁温差Δt2之间的关系是（）。A.Δt1=Δt2B.2Δt1=Δt2C.Δt1=2Δt2D.不确定对流传热是由（）因素产生的。流体分子热振动；流体内电子的移动；流体质点的位移、扰动；由材料A和材料B组成的双层平壁，厚度δA>δB，导热系数σA<σB，则导热热阻ΩA（）ΩB。A两侧的温差ΔtA和B两侧的温差ΔtB相比，ΔtA（）ΔtB；热流密度qTA（）qTB。A.大于B.小于C.等于D.不确定关于传质过程，以下说法错误的是（）一般地，物系总压越大，扩散系数也越大。亨利系数Hpm越大，气体越难被吸收。相平衡系数me越大，溶质的溶解性越小。对于一填料塔，在Y-X图中，操作线总是在平衡线上方。关于双膜理论，错误的是（）气液两相流体间存在稳定的相界面。两层虚拟停滞膜以外，气液流体均组成均一，无传质阻力。在相界面处，也存在传质阻力。对高度湍流的两流体间传质过程分析，具有一定局限性。在常压下，用水逆流吸收空气中的CO2，若将用水量增加，则出口气体中的含量将（）。A．增加B.减少C.不变D.无法判断采用化学吸收，可使原来的物理吸收的液膜阻力（），气膜阻力（）。A.增大B.减小C.不变D.不确定逆流操作的吸收塔，对符合亨利定律的溶质，当吸收因子Aa大于1且填料塔高度无限制时，气液两相将在（）达到平衡。A．塔顶B.塔底C.塔中D.塔的任意位置酶催化反应的反应速率遵循米-门公式，当底物浓度远大于米氏常数Km时，反应符合（）；当底物浓度与米氏常数为同一数量级时，反应符合（）。A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.非零级反应、非一级反应、非二级反应对于一平行反应，反应方程式为：A+BR是目标产物，S是副产物。反应速率方程式为rR=k1cA2cB，rS=k2cAcB2。要提高R的收率，应采用何种反应器形式？（）将A分成各小股，分别加入各多釜串联反应器中将B分成各小股，分别加入各多釜串联反应器中将A、B同时加入连续的完全混合式反应器将A、B同时加入间歇式反应器一个化学反应的反应级数的求法不包括（）A.微分法B.物质的量衡算法C.半衰期法D.图解微分法

计算题和简述题（4题，共80分）（25分）如图2-1所示，污水厂中，用离心泵将污水从地下集水井提升至曝气沉砂池，每小时提升污水75m3。以地面为基准面，集水井水面高度-3米，离心泵进、出水口高度均为-2米，曝气沉砂池水面高度10米。吸入管长度5米，有1个90°标准弯头；出水管长度25米，有3个90°标准弯头、2个闸阀（全开）、1个止回阀。管道均为Ф206mm×3mm，绝对粗糙度0.06mm。污水性质按20℃纯水计算，当地大气压强为98.07kPa，该条件下泵的允许吸上真空高度Hs为5m。问：（1）离心泵有效功率Pe是多少？（10分）（2）假设吸入管阻力不变，泵的允许安装高度是多少？（5分）（3）假设We增大100%，管路不变，管内流速变为多少？（10分）图2-1示意图（20分）有一套管换热器，内管为Ф54mm×2mm，外管为Ф116mm×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热r=2168.1kJ/kg，冷凝给热系数为11630W/(m2·K)。苯在50℃~80℃的物性参数平均值为密度ρ=880kg/m3,比热容Cp=1.86kJ/(kg·K)，黏度μ=0.39×10-3Pa·s，导热系数λ=0.134W/(m·K)。钢管导热系数σ=17W/(m·K)，忽略污垢热阻。求：（1）水蒸汽的质量流量。（5分）（2）以内管外壁为基准的总传热系数K。（10分）（3）所需的管长l。（5分）（20分）某填料吸收塔用含溶质x2=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，液气比为3，气体入口含量y1=0.01，回收率可达η=90%。已知吸收平衡关系为y=2x，Y=2X。今因解吸不良使吸收剂入口含量x2升至0.00035。求：可溶组分的回收率下降至多少？（10分）塔底处的气相传质推动力（以摩尔分数表示）。（10分）（15分）有一串联反应如下：，且k1请写出A、R、S的反应速率方程式，并画出相应的示意图。（7分）为了使目标产物R达到最大产率，应该在间歇式反应器、连续流推流式反应器、连续流完全混合式反应器中选什么反应器比较好，选什么反应器不太好，请讨论。（8分）

相关参数值、公式和图图1管内流体流动时摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系表1局部阻力系数ζ名称ζ名称ζ45。标准弯头0.3590。角阀590。标准弯头0.75闸阀全开0.17180。回弯头1.5隔膜阀全开2.3活接头0.4旋塞20。1.56水表(盘形)7截止阀全开6.4底阀2截止阀1/2开9.5滤水器2单向阀(摇板式)2标准三通管0.41.31.51.0表2大空间自然对流的C、n值和特征尺寸

表3水的物理性质温度饱和蒸汽压密度焓H/比热容cp导热系数σ/[×10-2粘度体积膨胀系数表面张力T/。Cp/kPaρ/（kg/m3）（kJ/kg）/[kJ/(kg·K)]W/(m·K)]μ/[×10-5/(Pa·s)]βg/(×10-4/K-1)/[×10-3/(N·m)]00.6082999.90.004.21255.13179.210.6375.6101.2262999.742.044.19157.45130.770.7074.1202.3346998.283.904.18359.89100.501.8272.6304.2474995.7125.694.17461.7680.073.2171.2407.3766992.2167.514.17463.3865.603.8769.65012.31988.1209.304.17464.7854.944.4967.76019.923983.2251.124.17865.9446.885.1166.27031.164977.8292.994.17866.7640.615.7064.38047.379971.8334.944.19567.4535.656.3262.69070.136965.3376.984.20867.9831.650.9560.7100101.33958.4419.104.22068.0428.387.5258.8110143.31951.06461.344.23868.2725.898.0856.9120198.64943.1503.674.25068.5023.738.6454.8130270.25934.8546.384.26668.5021.779.1752.8140361.47926.1589.084.28768.2720.109.7250.7150476.24917.0632.204.31268.3818.6310.348.6160618.28907.4675.334.34668.2717.3610.746.6170792.59897.3719.294.37967.9216.2811.345.31801003.5886.9763.254.41767.4515.3011.942.31901255.6876.0807.634.46066.9914.4212.640.82001554.77863.0852.434.50566.2913.6313.338.42101917.72852.8897.654.55565.4813.0414.136.12202320.88840.3943.704.61464.5512.4614.833.82302798.59827.3990.184.68163.7311.9715.931.62403347.91813.61037.494.75662.8011.4716.829.12503977.67799.01085.644.84461.7610.9818.126.72604863.75784.01135.044.94960.8410.5919.724.22705503.99767.91185.285.07059.9610.2021.621.92806417.24750.71236.285.22957.459.8123.719.52907443.29732.31289.955.48555.829.4226.217.23008592.94712.51344.804.73653.969.1229.214.73109877.96691.11402.166.07152.348.8332.912.332011300.3667.11462.036.57350.598.5338.210.033012879.6640.21526.197.24348.738.1443.37.8234014615.8610.11594.758.16445.717.7