清华大学2006年秋季学期环境工程原理第一部分本科测验题
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大学课程《环境工程原理》试题及答案一:简答题(60分)1、 图示管路中,流体作稳定流动。
问: (1)、静压头gpρ哪个大?为什么? (2)、体积流量V 哪个大?为什么?(3)、质量流速哪个大?为什么?(不计阻力) 2、图示,测出A 、B 两端点的压力差?3、管子的类型有哪几种?表示方法有哪几种?家里的自来水管是什么管?4、何谓离心泵的汽蚀现象?如何防止?5、何谓过滤介质?对过滤介质有何要求?6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关糸?7、何谓加热剂和冷却剂?举例说明之?8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、 图5-2 传热糸数的单位及物理意义? 9、强化传热的途径有哪些? 10、蒸发操作有何特点? 二:计算题1、容器A 、B 分别盛有水和密度为3800mKg 的洒精,中间接一水银压差计。
(1)当容器A 中的压强pa P A 410943.2⨯=(表压)时,测得m R 3.0=,m h 5.01=.m h 2.02=,求容器B 内的压强为多少?(2)当容器A 中的压强减小至pa P A 410962.1⨯=,容器B 内的压强不变, 图5-3p p则水银压差计内的读数为多少?2、用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷,贮罐内异丁烷液面恒定,其上方压强为652.365Kpa 。
泵位于贮罐液面以下1.5m 处,吸入管路的全部压头损失为1.6m 。
异丁烷在输送条件下的密度为3530m Kg ,饱和蒸汽压为637.65Kpa 。
在泵的性能表上查得,输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m 。
试问该泵能否正常操作?3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液,在0.1Mpa (表压)下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.1973m 的滤液,再过滤20分钟又得到滤液0.093m ,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少?4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓,用饱和蒸汽加热,需加热蒸汽量h Kg 2100,加热蒸汽的温度为C 0120,其汽化潜热为KgKj2205。
大学课程《环境工程原理》试题及答案一:填充题(20分)1、边界层的形成是流体具有_________结果。
2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时,按_____管内的流速来计算动能项。
3、长方形的长为2a ,宽为 a ,其当量直径为_________________4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.5、经内径为158mm 的钢管输送运动粘度为s m 290的燃料油,若保持油品作层流流动,则最大流速不能超过________。
6、用离心泵在两个敞开容器间输液,若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将___________。
7、离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。
8、往复式压缩机的余隙糸数ε=___________,ε_______-,则容λ增大,生产能力_______________。
9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。
沉降过程有_____和_____沉降两种方式。
10、工业上常用的过滤介质主要有________、__________、___________。
11、在过滤操作中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。
12、在平壁稳定热传导过程中,通过三层厚度相同的材料,三层间的温度差变 化是依次降低,则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。
13、沸腾传热可分为三个区域,它们是_______、_________、_________ 。
应维持在_____________区内操作。
14、用饱和蒸汽加热水,经过一段时间后,发现传热阻力迅速加大,这可能是由于___________________________________所引起的。
15、温度差损失包括______________、___________、___________。
清华大学环境工程原理(反应工程原理部分)期末试卷(环4)清华大学本科生考试试题专用纸考试课程:环境工程原理(反应工程原理部分)环4年级2007年1月14日1、简要回答以下问题(每题6分,共24分)(1)什么是积分反应器和微分反应器?它们用于动力学实验时,各有什么优缺点?(2)反应器内的流体流动和混合状态会不会影响反应结果?为什么?(3)简要说明为什么气液相反应的宏观速率方程根据本征反应速率的快慢有不同的表达形式。
(4)在微生物反应中,细胞产率系数有哪几种表达方式?它们的取值范围是什么?2、某固定床固相催化反应器的有效体积为2m3,填充层空隙率为0.3。
反应物料以0.5m3/h的流量流入反应器。
试计算该反应器的空间时间,空间速度和实际平均接触时间。
若填充层空隙率提高到0.4,以上各参数如何变化?(10分)3、利用微生物细胞形成的颗粒状污泥处理只含有葡萄糖的废水,若不考虑处理过程中微生物的生长,仅把颗粒污泥看作固体催化剂,试回答以下问题:(15分)(1)在厌氧条件下进行该废水的处理,试分析该反应系统的微观过程。
请给出2种提高葡萄糖处理效率的途径,并分析其理论依据。
(2)在好氧条件下进行该废水的处理,试分析该反应系统的微观过程。
4、已知不可逆液相反应A →P的半衰期与A的初始浓度无关,试回答以下问题:(共30分)。
(1)给出该反应的动力学方程的一般形式。
(2)利用间歇反应器进行动力学实验(反应物料中A的初始浓度为50mol/m3),结果表明,在25oC时,A的转化率达到90%时的反应时间为2小时。
在同样的物料浓度和温度条件下,利用完全混合流反应器进行该反应时,要使A的去除率达到90%,反应物料需在反应器中平均停留多少时间?(3)该反应在有效容积为2m3的全混流连续反应器内进行,物料流量为1m3/h ,试计算A的转化率。
保持物料流量不变,将出口处物料回流(回流比为0.5),A的转化率如何变化?(4)该反应在有效容积为2m3的平推流反应器内进行,物料流量为1m3/h ,试计算A的转化率。
《环境工程原理》复习题(专升本)一、填空题1. 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。
2. 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6(体积分数),在1.013×105Pa 、25℃下,该浓度可表示为 _________μg/m 3。
3. 从技术原理上看,污染控制技术分为三大类,分别为:_________、_________和_________。
4. 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、 。
5. 实验室用水吸收空气中的NH 3,基本属于_________控制,气膜阻力 _ 液膜阻力。
6. 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 。
7. 反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和 。
8. 传热过程的强化措施多从以下三方面考虑:增大传热面积、 和 。
10、降沉室内颗粒得以沉降的条件 。
11、边界层的形成是流体具有_________结果。
12、常温下水的密度为10003m Kg ,粘度为1mPa ·S ,在mm d 100 内的管内以sm 3 速度流动,其流动类型为 ______________。
13、长方形的长为2a ,宽为 a ,其当量直径为_________________。
13、对流传热的热阻主要集中在__ ,因此 该层厚度是强化对流传热的重要途径。
14热量传递的基本方式有________、________和________三种。
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________、________、________和________四种。
16球形颗粒在静止流体中作重力沉降,所受到的力分别为________、_______和_______。
大学课程《环境工程原理》试题及答案一:填充题(20分)1、某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距为零,则精馏段操作线斜率等于_______,提馏段操作线的斜率等于________ ,回流比等于____________, 馏出液等于___________,回流液量等于_____________。
2、理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力,形成的混合溶液中没有__________________.___________________。
3、精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶组成______,塔底组成________4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度,其原因________________、________________________________________________________。
5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中70.04=x ,试判断:=4y ______、 =5y ______ 、=5x ____。
6 、塔板负荷性能图中有______线,分别是___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。
7、在选择吸收剂时,应主要考虑的4个方面是_____________、___________、_____________、______________。
8、对于低浓度气体吸收操作,在求传质单元数时,解析法的适用条件是__________________,对数平均推动力法的适用条件是__________________, 梯级图解法的适用条件是____________, 图解积分法的适用条件是_______。
9、生产上常见的脱吸方法有___________、____________、__________。
环境工程原理复习题答案一、单项选择题1. 环境工程中,下列哪项不是水污染的主要来源?A. 工业废水B. 农业化肥C. 城市生活污水D. 大气污染答案:D2. 环境工程中,哪种方法不适用于处理有机污染物?A. 生物降解B. 活性炭吸附C. 化学沉淀D. 光催化氧化答案:C3. 环境工程中,大气污染的主要来源不包括以下哪项?A. 工业排放B. 交通尾气C. 家庭烹饪D. 海洋污染答案:D二、多项选择题1. 环境工程中,下列哪些因素会影响土壤污染?A. 农药使用B. 工业废弃物C. 城市垃圾D. 地下水流动答案:A, B, C2. 环境工程中,哪些是水处理中常用的物理方法?A. 沉淀B. 过滤C. 反渗透D. 离子交换答案:A, B三、判断题1. 环境工程中,生物处理法可以有效地去除水中的氮、磷等营养物质。
(对)2. 环境工程中,所有的大气污染物都可以通过植物吸收来净化。
(错)3. 环境工程中,土壤修复技术通常不包括物理修复方法。
(错)四、简答题1. 简述环境工程中固体废物的处理方法有哪些?答:固体废物的处理方法主要包括物理处理、化学处理和生物处理。
物理处理包括压实、破碎、分选等;化学处理包括化学稳定化、化学分解等;生物处理包括堆肥化、厌氧消化等。
2. 描述环境工程中大气污染的控制技术。
答:大气污染的控制技术主要包括燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制。
燃烧前控制包括燃料脱硫、脱硝等;燃烧中控制包括优化燃烧条件、使用低污染燃烧技术等;燃烧后控制包括烟气脱硫、脱硝、除尘等。
五、计算题1. 某工厂排放的废水中,COD(化学需氧量)浓度为500mg/L,若采用生物处理法,处理效率为80%,求处理后废水的COD浓度。
答:处理后废水的COD浓度= 500mg/L × (1 - 80%) = 100mg/L。
2. 某城市生活垃圾填埋场,每日产生垃圾量为1000吨,若垃圾的生物降解率为50%,求一年内该填埋场产生的甲烷量(假设每吨垃圾产生甲烷50立方米)。
(精编)环境工程原理补充习题参考答案第一部分XXXX环境工程原理修订材料(2007 年)目录总结2总结第二章质量衡算与能量衡算、单位换算「水处理:一般1L 污水可近似认为等于 1000g 。
1mg / L 的质量分数为 1mg / 1000g = 1 x 10-6 = 1ppm 污水浓度过高时,1mg / L 的质量分数为1x 10-3十混合 物密度值L 大气污染控制工程: 常用体积分数;H p H F q第三章流体流动、衡算方程环境工程中 三、质量与能量衡算若视为理想气体—A V RT 103pM A1 .质量衡算(■以物料全部组分为对象: q mr 0 (质量守恒)I 以某种元素或 物质为对象广1)稳态非反应系统: q ml q m2 2) 稳态反应系统:q ml q m2 q mr 0q ml q m2 k V 0 (一级反应)3) 非稳态系统:•dm q ml q m2 qdt 封闭系统2•能量衡算 q H p H F E q(不考虑做功,仅考虑热量交E Q Q{无相变:E Q Q mC p T 有相变:相变时吸收或放出热量, 但温度不变E Q mL 开放系统(稳二、流体流动内摩擦力2 •内摩擦力(2 ) 口为动力黏性系数,表示单位法向速度梯度下,由于流体黏性引起的内摩擦力或剪切 应力的大小。
温度液体讥;气体口 f(3 )流体类别一一见表 3.2.2(4)流动状态与剪切应力层流:剪切应力由分子运动引起,服从牛顿黏性定律三、边界层1 •边界层理论要点(1) 当实际流体沿固体壁面流动时,紧贴壁面处存在非常薄的一层区域——边界层(2) 在边界层内,流体流速很小,但速度梯度很大(3) 在边界层内,黏性力可以达到很高的数值,它所起的作用与惯性力同等重要,在边界 层内不能全部忽略粘性(4 )流动分两个区域,在边界层外的整个流动区域,可将粘性力全部忽略,近似看成是理 想流体的流动 dm 「质量衡算q mi q m2 dt r 总能量方程: 能量衡算 L |机械能方程: ,对于不可压缩流体管内流动 u^Ai u m2 A 2(e gz pv) Q e 1 2 P 2 2 ( U m ) g z p vdp 1 2 对于不可压缩流体(u m ) g z 2W ew e p h f W e h f 1 •流态一一雷诺数Re uL ,「宀 判定(1) 牛顿黏性定律叫,适用于层流 dy湍流:剪切应力由分子运动和质点脉动引起,du eff dy2•边界层形成过程(1)绕平板流动(图)X X①边界层厚度:层流 4.641 0-5;湍流0.376 卫Re x Re x②减小边界层厚度可以减小传递过程阻力:增大流速使湍流化,矩形槽或放置金属丝破坏边界层形成(2)圆直管内流动(图:层、湍流)①层流一一速度抛物线型分布;湍流一一充分发展段速度分布曲线较平坦,层流底层厚度d61-50-875Re②进口段长度:层流 * 0.0575Re ;湍流约50倍管径d3•边界层分离一一能量损失(图)①产生条件:存在黏性作用和逆压梯度②层流较湍流易发生;湍流的分离点靠后,尾流区小四、阻力损失影响因素成因雷诺数物体形状表面粗糙度摩擦阻力湍流-大;层流-小粗糙表面-大形体阻力湍流-小;层流-大良绕体-小;非良绕体-大粗糙表面促进湍流化-小五、圆直管内流动的阻力损失1 .沿程损失. 2I U md 2(2)速度分布及阻力损失流动速度分布 形态q V q 1 q 2 q 3 ; h f1 h f 2 h f 3七、流体测量(1) P f 阻力损失系数入64/ Re层流 u 1 dp 2 r 2r °[1(―)] r ° 4 dl 4 U ms u mr °1.过渡区按湍流处理偏安全2.湍流区 Re>4000 :湍流 U U max (1 )r °柏拉休斯:般流体输送的 Re 范围内, n=1/7 0 250.3164 Re . (5000 Re10000) 1 卡门:■2.035lg(Re )0.91 (Re 3.4 106)3.完全湍流区 (1.74 2lg#)22 .局部损失h f -巴或h f2六、 管路计算(不可压缩流体)r 简单管路:q v1 q v2 常数; h f h f1 h f2复杂管路 (分支管路: 总管流量等于各支管流 之和;h fAE h fAB h fBD h fDE ;总机械冃能寸恒并联管路:测量仪表流速(流量)表达式 特点必须垂直安装,流体自下而上流动 第四章热量传递、概述「气体一一分子不规则运动「热传导*固体一一晶格振动和自由电子的迁移I I 液体一一分子振动+分子间相互碰撞热量传递 < 对流传热一一流体中质点发生相对位移引起,通常也指流体与固体 壁面之间的热传递;仅发生在液体和气体中<辐射传热——通过电磁波传递能量;不需要任何介质,可在真空中传播、热传导1 •基本公式:傅立叶定律:Q dT ,热量通量%温度梯度;热量沿温度dy降低的方向传递。