下载文档原格式
环境工程原理思考题第一章绪论1.“环境工程学”的要紧研究对象是什么？2. 去除水中的溶解性有机污染物有什么可能的方法？它们的技术原理是什么？3. 简述土壤污染治理的技术体系。
4. 简述废物资源化的技术体系。
5. 阐述环境净化与污染操纵技术原理体系。
6. 通常情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离与（或者）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1．什么是换算因数？英尺与米的换算因素是多少？2．什么是量纲与无量纲准数？单位与量纲的区别是什么？3．质量分数与质量比的区别与关系如何？试举出质量比的应用实例。
4．大气污染操纵工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。
5．平均速度的涵义是什么？用管道输送水与空气时，较为经济的流速范围为多少？第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素是什么？2.简述稳态系统与非稳态系统的特征。
3.质量衡算的基本关系是什么？4.以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？第三节能量衡算1．物质的总能量由哪几部分构成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？2．什么是封闭系统与开放系统？3．简述热量衡算方程的涵义。
4．关于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？5．关于不对外做功的开放系统，系统能量能量变化率可如何表示？第三章流体流淌第一节管流系统的衡算方程1．用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或者管径不变，则管径或者流速如何变化？2．当布水孔板的开孔率为30％时，流过布水孔的流速增加多少？3．拓展的伯努利方程说明管路中各类机械能变化与外界能量之间的关系，试简述这种关系，并说明该方程的适用条件。
第三章 传 热1、传热基本方式有几种，各有什么特点？答：根据传质机理的不同，可将热量传递方式分为三种。
(1) 热传导热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分，或传递到与之接触的另一物体的过程称为热传导，又称导热。
特点：没有物质的宏观位移(2) 对流传热流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。
自然对流:流体中各处的温度不同引起的密度差别，导致轻者上浮，重者下沉，流体质点产生相对位移强制对流：因泵或搅拌等外力所致的质点强制运动(3) 热辐射物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。
热辐射不仅有能量的传递，而且还有能量形式的转移，不需要任何物质作媒介。
2、圆筒壁与平壁导热速率计算式有什么区别？答： 平壁热传导的导热速率公式：圆筒壁的导热速率公式：3、简述对流传热机理。
答：对流传热是指流动流体与固体壁面的热量传递过程，故对流传热与流体的流动状况密切相关。
对流传热包括强制对流（层流和湍流）、自然对流、蒸汽冷凝和液体沸腾等形式的传热过程。
它们的机理各不相同。
对强制湍流的情况分析如下。
当湍流的流体流经固体壁面时，将形成湍流边界层，边界层由邻近壁面处的层流内层、离开S b t t Rt Q λ21-=∆==热阻推动力12211221ln 1)(2ln )(2r r t t L r r t t L Q λπλπ-⋅=-⋅⋅=壁面一定距离处的缓冲层和湍流核心三部分组成。
假定壁面温度高于流体温度，热流便由壁面流向流体中。
在层流内层中，由于在传热方向上并不发生流体质点的移动和混合，因此其传热方式是热传导。
因流体的导热系数较小，虽然该层很薄，但热阻很大，故通过该层的温度差较大。
在缓冲层内，热对流和热传导均起作用，该层内温度发生缓慢的变化。
在湍流主体中，由于流体质点在传热方向上移动和混合，传热主要是热对流方式。
在湍流主体中温度较为均匀，热阻很小。
4、牛顿冷却定律形式，使用中应注意的问题。
答：为工程计算的需要，采用平均对流传热系数来表达整个换热器的对流传热速率， 牛顿冷却定律是一种推论，假设Q ∝∆t 。
第四章 吸 收1、什么是分子扩散和涡流扩散？答：分子扩散是凭籍流体分子无规则热运动而传递物质的。
发生在静止或滞流流体里的扩散就是分子扩散。
在流动的流体中不仅有分子扩散，而且流体宏观流动也将导致物质的传递。
涡流扩散是凭籍流体质点的湍动和漩涡传递物质的。
2、简述菲克定律的物理意义和适用条件。
菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述，表示物质A 在介质B 中发生分子扩散时，任一点处物质A 的分子扩散速率J A 与该位置上组分A 的浓度梯度成正比。
3、简述温度、压力对气体和液体分子扩散速率的影响。
答：由于分子扩散速率与分子扩散系数相关，而分子扩散系数是物质的物性常数之一。
通常气体中的扩散系数与扩散系统温度T 的1.5次方成正比，与其分压p 成反比。
吸收质在液体中的扩散系数与物质的种类、温度有关，同时与溶液的浓度密切相关。
通常，液体中的扩散系数与温度T 成正比，与液体的粘度成反比。
4、对于双组分气体物系，当总压和温度提高1倍时，分子扩散速率将如何变化？ 答：对于气体扩散系数，但温度和压强改变时，可用下式估算：5.1000))((T T P P D D = 故，当温度和压强均增大一倍的时候，扩散速率应增大21.5/2=20.5。
5、分析湍流流动中组分的传质机理。
答：对于湍流流动来说，在流动的流体中不仅有分子扩散，而且流体宏观流动也将导致物质的传递。
dzdc D J A AB A -=6、什么是总体流动？分析总体流动和分子扩散的关系。
答：在吸收过程中，当气液界面上组分A 被溶剂S 溶解后，在界面上将留下空位，因溶剂S 不能逆向通过，只能由气相主体的混合气体来填补空位，因而产生趋向于相界面的“总体流动”。
总体流动是由于分子扩散本身所引起的，而不是由于外力（例如压强差）作用的结果。
7、在A 、B 双组分混合气体的单向分子扩散中，组分A 的宏观运动速度和扩散速度的关系？ 答：N A :传质速率，J A ，J B :扩散速率8、简述对流传质的机理和传质阻力的分布。
环境工程原理思考题第一章绪论1、“环境工程学”的主要研究对象就是什么？2、去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？它们的技术原理就是什么？3、简述土壤污染治理的技术体系。
4、简述废物资源化的技术体系。
5、阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6、一般情况下,污染物处理工程的核心任务就是:利用隔离、分离与(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1.什么就是换算因数？英尺与米的换算因素就是多少？2.什么就是量纲与无量纲准数？单位与量纲的区别就是什么？3.质量分数与质量比的区别与关系如何？试举出质量比的应用实例。
4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。
5.平均速度的涵义就是什么？用管道输送水与空气时,较为经济的流速范围为多少？第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素就是什么？2.简述稳态系统与非稳态系统的特征。
3.质量衡算的基本关系就是什么？4.以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征？5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示？第三节能量衡算1.物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？2.什么就是封闭系统与开放系统？3.简述热量衡算方程的涵义。
4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现？5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示？第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化？2.当布水孔板的开孔率为30％时,流过布水孔的流速增加多少？3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化与外界能量之间的关系,试简述这种关系,并说明该方程的适用条件。
绪论1、物料衡算问题反渗透装置可以将高盐分的海水分离成淡水和浓度更高的废盐水，用反渗透装置进行海水淡化，其流程如下，将含盐量为3.2%（质量分数，下同）、流量为1000kg/h 的海水与反渗透装置回流的废盐水混合成浓度为4%的盐水。
送入反渗透装置中进行淡化分离，淡水的含盐量为0.05%，废盐水的含盐量为5.25%，试求：（1）每小时获得的淡水量（2）回流液占生成废盐水的质量分数解：(1)对总物系进行物料衡算（盐水总量和盐分别进行衡算）221100210x q x q x q q q q +=+=)1000(%25.5%2.3100011⨯-+⨯=⨯q q q 1=605.77 kg/hq 2=394.23 kg/h(2) 对汇合处进行衡算（含盐量相等列等式）%4)1000(%25.5%2.3330⨯+=⨯+⨯q q qq 3=640 kg/h回流百分比：%37.5164077.605640313=+=+=q q q η2、物料衡算连续蒸发回收某废弃液中的FeCl3的流程，如下图。
废弃液的质量分数为20%，送入蒸发器的流量为1000kg/h 。
蒸发器中的废弃液被浓缩到50%时，用泵送入结晶器中冷却结晶，析出含4%结晶水的FeCl3晶体，结晶产品由结晶器底排出。
结晶器中质量分数为37.5%的母液被送回至蒸发器进口，与新的废弃液混合后进入蒸发器浓缩。
试求：（1）每小时由蒸发器排出的水汽量，结晶器排出的产品量；（2）每小时从结晶器回流的母液量和蒸发器送入结晶器的浓缩液的量。
（3）蒸发器进口混合液中FeCl3的浓度。
解：（1）总衡算：221100210w q w q w q q q q v v v v v v +=+= 代入数据： )04.01(%2010001000221-=⨯+=v v v q q q解得：hkg q hkg q v v /3.208/7.79121== （2）以结晶器为物料衡算单位 442233423)1(w q w q w q q q q v v v v v v +-=+= 4343375.096.03.2085.03.208v v v v q q q q +⨯=+= hkg q hkg q v v /5.766/8.97443== （3）%6.275.7661000375.05.7662.01000=+⨯+⨯3、微分热量衡算一污水池内有50m3的污水，温度为15℃，为加速消化过程，需将其加热到35℃。
