環(huán)境工程原理知識點(diǎn)總結(jié)

1、第 II 篇 思考題第一章 緒論1. “環(huán)境工程學(xué) ”的主要研究對象是什么？2. 去除水中的溶解性有機(jī)污染物有哪些可能的方法？它們的技術(shù)原理是什么？3. 簡述土壤污染治理的技術(shù)體系。4. 簡述廢物資源化的技術(shù)體系。5. 闡述環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)原理體系。6. 一般情況下， 污染物處理工程的核心任務(wù)是： 利用隔離、 分離和 （或） 轉(zhuǎn)化技術(shù)原理， 通過工程手段 （利用各類裝置），實(shí)現(xiàn)污染物的高效、快速去除。試根據(jù)環(huán)境凈化與污染防治技術(shù)的基本原理，闡述實(shí)現(xiàn)污染物高效、快速去除的基本技術(shù)路線。第二章 質(zhì)量衡算與能量衡算第一節(jié) 常用物理量1什么是換算因數(shù)？英尺和米的換算因素是多少？2什么是量綱和無量

2、綱準(zhǔn)數(shù)？單位和量綱的區(qū)別是什么？3質(zhì)量分?jǐn)?shù)和質(zhì)量比的區(qū)別和關(guān)系如何？試舉出質(zhì)量比的應(yīng)用實(shí)例。4大氣污染控制工程中經(jīng)常用體積分?jǐn)?shù)表示污染物的濃度，試說明該單位的優(yōu)點(diǎn)，并闡述與質(zhì)量濃度的關(guān)系。5平均速度的涵義是什么？用管道輸送水和空氣時(shí)，較為經(jīng)濟(jì)的流速范圍為多少？第二節(jié) 質(zhì)量衡算1. 進(jìn)行質(zhì)量衡算的三個(gè)要素是什么？2. 簡述穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)和非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的特征。3. 質(zhì)量衡算的基本關(guān)系是什么？4. 以全部組分為對象進(jìn)行質(zhì)量衡算時(shí)，衡算方程具有什么特征？5. 對存在一級反應(yīng)過程的系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量衡算時(shí)，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化速率如何表示？第三節(jié) 能量衡算1物質(zhì)的總能量由哪幾部分組成？系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化與環(huán)境的關(guān)系如何？2什么

3、是封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)？3簡述熱量衡算方程的涵義。4對于不對外做功的封閉系統(tǒng)，其內(nèi)部能量的變化如何表現(xiàn)？ 5對于不對外做功的開放系統(tǒng)，系統(tǒng)能量能量變化率可如何表示？第三章 流體流動(dòng)第一節(jié) 管流系統(tǒng)的衡算方程1用圓管道輸送水，流量增加 1 倍，若流速不變或管徑不變，則管徑或流速如何變化？2當(dāng)布水孔板的開孔率為 30時(shí)，流過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種機(jī)械能變化和外界能量之間的關(guān)系，試簡述這種關(guān)系， 并說明該方程的適用條件。4在管流系統(tǒng)中，機(jī)械能的損耗轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁葱问降哪芰?？其宏觀的表現(xiàn)形式是什么？ 5對于實(shí)際流體，流動(dòng)過程中若無外功加入，則流體將向哪個(gè)方向流動(dòng)？ 6如何確

4、定流體輸送管路系統(tǒng)所需要的輸送機(jī)械的功率？第二節(jié) 流體流動(dòng)的內(nèi)摩擦力1. 簡述層流和湍流的流態(tài)特征。2. 什么是“內(nèi)摩擦力 ”？簡述不同流態(tài)流體中 “內(nèi)摩擦力 ”的產(chǎn)生機(jī)理。3. 流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是什么？4什么情況下可用牛頓黏性定律計(jì)算剪切應(yīng)力？牛頓型流體有哪些？ 5簡述溫度和壓力對液體和氣體黏度的影響。第三節(jié) 邊界層理論1. 什么是流動(dòng)邊界層？邊界層理論的要點(diǎn)是什么？ 2簡述湍流邊界層內(nèi)的流態(tài)，以及流速分布和阻力特征。3邊界層厚度是如何定義的？簡述影響平壁邊界層厚度的因素，并比較下列幾組介質(zhì)沿平壁面流動(dòng)時(shí)， 哪個(gè)邊界層厚度較大：（ 1）污水和污泥；（ 2）水和油；（ 3）流速大和

5、流速小的同種流體。4. 為什么管道進(jìn)口段附近的摩擦系數(shù)最大？5. 簡述邊界層分離的條件和過程。6. 當(dāng)逆壓梯度相同時(shí)，層流邊界層和湍流邊界層分離點(diǎn)的相對位置如何?請解釋其原因第四節(jié) 流體流動(dòng)的阻力損失1簡述運(yùn)動(dòng)中的物體受到阻力的原因。流線型物體運(yùn)動(dòng)時(shí)是否存在形體阻力？2簡述流態(tài)對流動(dòng)阻力的影響。3分析物體表面的粗糙度對流動(dòng)阻力的影響，舉應(yīng)用實(shí)例說明。4. 不可壓縮流體在水平直管中穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，試分析以下情況下，管內(nèi)壓力差如何變化：（1）管徑增加一倍；（2）流量增加一倍；（3）管長增加一倍。5試比較圓管中層流和湍流流動(dòng)的速度分布特征。6試分析圓管湍流流動(dòng)的雷諾數(shù)和管道相對粗糙度對摩擦系數(shù)的影響。第五

6、節(jié) 管路計(jì)算1. 管路設(shè)計(jì)中選擇流速通常需要考慮哪些因素 ?2. 簡單管路具有哪些特點(diǎn)？3. 分支管路具有哪些特點(diǎn)？4. 并聯(lián)管路具有哪些特點(diǎn)？5. 分析管路系統(tǒng)中某一局部阻力變化時(shí)，其上下游流量和壓力的變化。第六節(jié) 流體測量1. 簡述測速管的工作原理和使用時(shí)的注意事項(xiàng)。2. 分析孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。3. 使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)讀數(shù)為什么需要換算？測定氣體的流量計(jì)能否用來測量液體？4. 簡述轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝要求。第四章 熱量傳遞第一節(jié) 熱量傳遞的方式1. 什么是熱傳導(dǎo)？2. 什么是對流傳熱？分別舉出一個(gè)強(qiáng)制對流傳熱和自然對流傳熱的實(shí)例。3. 簡述輻射傳熱的過程及其特點(diǎn)4. 試分

7、析在居室內(nèi)人體所發(fā)生的傳熱過程，設(shè)室內(nèi)空氣處于流動(dòng)狀態(tài)。5. 若冬季和夏季的室溫均為 18C，人對冷暖的感覺是否相同？在哪種情況下覺得更暖和？為什么？第二節(jié) 熱傳導(dǎo)1. 簡述傅立葉定律的意義和適用條件。2分析導(dǎo)溫系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的涵義及影響因素。3為什么多孔材料具有保溫性能？保溫材料為什么需要防潮？4當(dāng)平壁面的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化時(shí)，若分別按變量和平均導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算， 導(dǎo)熱熱通量和平壁內(nèi)的溫度分布有何差異。5. 若采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的材料為管道保溫，試分析應(yīng)如何布置效果最好。第三節(jié) 對流傳熱1簡述影響對流傳熱的因素。2簡述對流傳熱的機(jī)理、傳熱阻力的分布及強(qiáng)化傳熱的措施。 3為什么流體層流流動(dòng)時(shí)其傳

8、熱過程較靜止時(shí)增強(qiáng)？ 4傳熱邊界層的范圍如何確定？試分析傳熱邊界層與流動(dòng)邊界層的關(guān)系。5. 試分析影響對流傳熱系數(shù)的因素。6分析圓直管內(nèi)湍流流動(dòng)的對流傳熱系數(shù)與流量和管徑的關(guān)系，若要提高對流傳熱系數(shù)， 采取哪種措施最有效？7流體由直管流入短管和彎管，其對流傳熱系數(shù)將如何變化？為什么？8什么情況下保溫層厚度增加反而會(huì)使熱損失加大？保溫層的臨界直徑由什么決定？9間壁傳熱熱阻包括哪幾部分？若冷熱流體分別為氣體和液體，要強(qiáng)化換熱過程， 需在哪一側(cè)采取措施？10什么是傳熱效率和傳熱單元數(shù)？第四節(jié) 輻射傳熱1分析熱輻射對固體、液體和氣體的作用特點(diǎn)。2比較黑體和灰體的特性及其輻射能力的差異。3. 溫度對熱輻

9、射和輻射傳熱的影響。4分析物體輻射能力和吸收能力的關(guān)系。5簡述氣體發(fā)射和吸收輻射能的特征，分析溫室效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理。第五節(jié) 換熱器1. 簡述換熱器的類型。2. 什么是間壁式換熱器，主要包括哪幾種類型？3. 列管式換熱器式最常用的換熱器，說明什么是管程、殼程，并分析當(dāng)氣體和液體換熱時(shí)，氣體宜通入 哪一側(cè)？4簡述增加傳熱面積的方法。5試分析提高間壁式換熱器傳熱系數(shù)的途徑。第五章 質(zhì)量傳遞第一節(jié) 環(huán)境工程中的傳質(zhì)工程1. 簡述環(huán)境工程中常見的傳質(zhì)過程及其應(yīng)用領(lǐng)域？第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理2. 什么是分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散？3. 簡述費(fèi)克定律的物理意義和適用條件。4. 簡述溫度、壓力對氣體和液體分子擴(kuò)散系

10、數(shù)的影響。5. 對于雙組分氣體物系，當(dāng)總壓和溫度提高1 倍時(shí)，分子擴(kuò)散系數(shù)將如何變化？6. 分析湍流流動(dòng)中組分的傳質(zhì)機(jī)理。第三節(jié) 分子傳質(zhì)1什么是總體流動(dòng)？分析總體流動(dòng)和分子擴(kuò)散的關(guān)系。2在雙組分混合氣體的單向分子擴(kuò)散中，組分A 的宏觀運(yùn)動(dòng)速度和擴(kuò)散速度的關(guān)系？3單向擴(kuò)散中擴(kuò)散組分總擴(kuò)散通量的構(gòu)成及表達(dá)式。4. 簡述漂移因子的涵義。5. 分析雙組分混合氣體中 ,當(dāng) NB=0、 NB=-NA 及 N B=-2N A 時(shí)，總體流動(dòng)對組分傳質(zhì)速率的影響。第四節(jié) 對流傳質(zhì)1. 簡述對流傳質(zhì)的機(jī)理和傳質(zhì)阻力的分布。2傳質(zhì)邊界層的范圍如何確定？試分析傳質(zhì)邊界層與流動(dòng)邊界層的關(guān)系。3為什么流體層流流動(dòng)時(shí)其傳

11、質(zhì)速率較靜止時(shí)增大？4虛擬膜層的涵義是什么？試比較對流傳質(zhì)速率方程和費(fèi)克定律的異同。5比較對流傳熱和對流傳質(zhì)的區(qū)別。為什么對流傳質(zhì)存在兩種情況？6. 簡述影響對流傳質(zhì)速率的因素和強(qiáng)化傳質(zhì)的措施。第六章 沉降第一節(jié) 沉降分離的基本概念1. 簡述沉降分離的原理、類型和各類型的主要特征。2. 簡要說明環(huán)境工程領(lǐng)域涉及哪些沉降分離的過程，并說明其沉降類型和作用力。3. 顆粒的幾何特性如何影響顆粒在流體中受到的阻力？4. 不同流態(tài)區(qū)，顆粒受到的流體阻力不同的原因是什么？5. 顆粒和流體的哪些性質(zhì)會(huì)影響到顆粒所受到的流體阻力，怎么影響？第二節(jié) 重力沉降1. 簡要分析顆粒在重力沉降過程中的受力情況。2. 層

12、流區(qū)顆粒的重力沉降速度主要受哪些因素影響？3. 影響層流區(qū)和紊流區(qū)顆粒沉降速度的因素有何不同，原因何在？4. 流體溫度對顆粒沉降的主要影響是什么？5. 列出你所知道的環(huán)境工程領(lǐng)域的重力沉降過程。6. 分析說明決定重力沉降室除塵能力的主要因素是什么？7. 通過重力沉降過程可以測定顆粒和流體的哪些物性參數(shù)，請你設(shè)計(jì)一些的測定方法。第三節(jié) 離心沉降1. 簡要分析顆粒在離心沉降過程中的受力情況。2. 比較離心沉降和重力沉降的主要區(qū)別。3. 同一顆粒的重力沉降和離心沉降速度的關(guān)系怎樣？4. 簡要說明旋風(fēng)分離器的主要分離性能指標(biāo)。5. 標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器各部位尺寸關(guān)系是什么？6. 旋風(fēng)分離器和旋流分離器特點(diǎn)有

13、何不同？7. 離心沉降機(jī)和旋流分離器的主要區(qū)別是什么。8. 在環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些離心沉降過程。第四節(jié) 其它沉降1. 電沉降過程中顆粒受力情況如何，沉降速度與哪些因素有關(guān)。2. 簡述電除塵器的組成和原理。3. 電除塵器的優(yōu)點(diǎn)是什么。4. 慣性沉降的作用原理是什么，主要受哪些因素的影響。5. 慣性沉降應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)是什么。6. 環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些電除塵和慣性除塵過程。第七章 過濾第一節(jié) 過濾操作的基本概念1. 過濾過程在環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些應(yīng)用。2. 環(huán)境工程領(lǐng)域中的過濾過程，使用的過濾介質(zhì)主要有哪些？3. 過濾的主要類型有哪些？4. 表面過濾和深層過濾得主要區(qū)別是什么？第二節(jié) 表面過濾的基本理論1.

14、 表面過濾得過濾阻力由哪些部分組成？2. 表面過濾速度與推動(dòng)力和阻力的關(guān)系，如何表示？3. 過濾常數(shù)與哪些因素有關(guān)？4. 恒壓過濾和恒速過濾的主要區(qū)別是什么？5. 如何通過實(shí)驗(yàn)測定過濾常數(shù)、過濾介質(zhì)的比當(dāng)量過濾體積和壓縮指數(shù)？6. 洗滌過程和過濾過程有什么關(guān)系？7. 間歇式過濾機(jī)和連續(xù)式過濾機(jī)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？第三節(jié) 深層過濾的基本理論1. 混合顆粒和顆粒床層有哪些主要的幾何特性？。2. 混合顆粒的平均粒徑和顆粒床層的當(dāng)量直徑如何定義？3. 流體通過顆粒床層的實(shí)際流速與哪些因素有關(guān)，與空床流速是什么關(guān)系？4. 深層過濾速度與推動(dòng)力和阻力的關(guān)系，如何表示？5. 懸浮顆粒在床層中的運(yùn)動(dòng)包括哪

15、些主要行為？6. 流體在深層過濾中的水頭損失如何變化，主要存在哪些變化情況？7. 如何防止濾料表層的堵塞，為什么？第八章 吸收第一節(jié) 吸收的基本概念1. 簡述吸收的基本原理和過程。2. 吸收的主要類型是什么？3. 環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些吸收過程。4. 環(huán)境工程領(lǐng)域吸收的特點(diǎn)是什么？第二節(jié) 物理吸收1. 亨利定律有哪些表達(dá)形式，意義如何？2. 如何通過平衡曲線判斷傳質(zhì)方向，其物理意義何在？3. 舉例說明如何改變平衡條件來實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)極限的改變。4. 吸收過程的基本步驟是什么？5. 雙膜理論的基本論點(diǎn)是什么？6. 吸收速率與傳質(zhì)推動(dòng)力和傳質(zhì)阻力的關(guān)系，有哪些表達(dá)形式？7. 吸收的傳質(zhì)阻力有哪幾個(gè)部分組成，

16、如何表示，關(guān)系如何？8. 簡要說明氣體性質(zhì)對傳質(zhì)阻力的不同影響，并舉例說明。第三節(jié) 化學(xué)吸收1. 化學(xué)吸收與物理吸收的主要區(qū)別是什么？2. 化學(xué)反應(yīng)對吸收過程有哪些影響？3. 如何聯(lián)系化學(xué)吸收的氣液平衡和反應(yīng)平衡？4. 如何解釋化學(xué)吸收中傳質(zhì)速率的增加？5. 化學(xué)反應(yīng)速率的不同如何影響化學(xué)吸收？6. 化學(xué)吸收的適用范圍是什么？第四節(jié) 吸收設(shè)備的主要工藝計(jì)算1. 吸收塔兩相流動(dòng)的方式各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？2. 板式塔和填料塔的主要區(qū)別是什么？3. 畫圖說明并流和逆流操作線和平衡線的不同。4. 最小吸收劑如何確定，吸收劑用量選擇遵循什么原則？5. 總體積傳質(zhì)系數(shù)的物理意義是什么？6. 傳質(zhì)單元的意義是什

17、么，傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度與哪些因素有關(guān)。7. 吸收過程計(jì)算的基本關(guān)系式有哪些？第九章 吸附第一節(jié) 吸附分離操作的基本概念1. 吸附分離的基本原理。2. 簡要說明吸附根據(jù)不同的分類方法可以分為哪些類型。3. 吸附在環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些應(yīng)用，舉例說明。第二節(jié) 吸附劑1. 常用的吸附劑有哪些？2. 吸附劑的主要特性是什么？3. 簡述一下幾種吸附劑的制備、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性：活性炭、活性炭纖維、炭分子篩、硅膠、活性氧化鋁和 沸石分子篩。第三節(jié) 吸附平衡1. 環(huán)境條件如何影響吸附平衡？2. Freundlich 方程的形式和適用范圍。3. Langmuir 方程的基本假設(shè)是什么？4. Langmuir 方

18、程的形式和適用范圍。5. BET 方程的物理意義是什么？6. 如何表示吸附劑對不同吸附質(zhì)的選擇性？7. 簡要說明液體吸附的吸附等溫式形式和適用范圍第四節(jié) 吸附動(dòng)力學(xué)1. 吸附過程的基本步驟是什么？2. 吸附過程可能的控制步驟是什么？第五節(jié) 吸附操作與吸附穿透曲線1. 常見的吸附分離設(shè)備和操作方式有哪些？2. 接觸過濾吸附中，單級吸附、多級吸附和多級逆流吸附的平衡線和操作線關(guān)系如何，畫示意圖說明。3. 接觸過濾多級逆流吸附最小吸附劑如何確定，畫示意圖說明。4. 固定床吸附中，床層可以分為幾個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的特點(diǎn)是什么？5. 簡述固定床吸附從開始到完全失去吸附能力的變化過程。6. 畫出穿透曲線的示意

19、圖，并在圖中標(biāo)出穿透點(diǎn)、終點(diǎn)、剩余吸附量和飽和吸附量。第十章 其他分離過程第一節(jié) 離子交換1. 影響離子交換樹脂選擇性的因素有哪些？2. 離子交換反應(yīng)有哪些主要類型？3. 離子交換過程的主要步驟是什么，可能的控制步驟是什么？4. 如何判斷離子交換速度的控制步驟？5. 離子交換速度的影響因素有哪些？第二節(jié) 萃取1. 萃取分離的原理和特點(diǎn)是什么？2. 萃取分離在環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些應(yīng)用。3. 說明三角形相圖中各區(qū)域點(diǎn)的意義。4. 三角形相圖中如果包含溶解度曲線和聯(lián)結(jié)線，說明各區(qū)域點(diǎn)的意義（稀釋劑和萃取劑完全不互溶）？5. 三角形相圖中包含溶解度曲線，說明哪些區(qū)域是均相，哪些是多相，相的組成如何（稀釋

20、劑和萃取劑完 全不互溶）？6. 萃取劑的選擇原則是什么？7. 畫圖說明單級萃取、多級錯(cuò)流萃取和多級逆流萃取分配曲線和操作線的不同關(guān)系？8. 萃取劑用量的確定有哪些考慮？第三節(jié) 膜分離1. 簡述膜分離過程的類型和特點(diǎn)。2. 膜組件有哪些主要形式？3. 決定膜分離滲透性的主要因素有哪些？4. 膜分離的選擇性可以用哪些參數(shù)表示？5. 多孔模型和溶解 - 擴(kuò)散模型的基本假設(shè)是什么，分別涉及到哪些膜和物性參數(shù)？6. 滲透現(xiàn)象是如何發(fā)生的，實(shí)現(xiàn)反滲透的條件是什么？7. 反滲透和納濾機(jī)理有哪些基本理論？8. 濃差極化現(xiàn)象是如何發(fā)生的，對膜分離過程有何影響？9. 說明凝膠層的形成過程以及對膜分離的影響。10.

21、 說明電滲析中濃差極化的形成過程以及極限電流密度的出現(xiàn)和影響。第十一章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 反應(yīng)器和反應(yīng)操作1. 反應(yīng)器的一般特性主要指哪幾個(gè)方面？2. 反應(yīng)器研究開發(fā)的主要任務(wù)是什么？3. 什么是間歇操作、連續(xù)操作和半連續(xù)操作？它們一般各有哪些主要特點(diǎn)？4. 什么是空間時(shí)間和空間速度？它們所表達(dá)的物理意義分別是什么？5. 一般情況下，反應(yīng)器內(nèi)的流體流動(dòng)狀態(tài)會(huì)對反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生影響，為什么？6. 根據(jù)反應(yīng)物料的流動(dòng)與混和狀態(tài)，反應(yīng)器可分為哪些類型。7. 反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括哪幾個(gè)方面？它通常使用哪幾類基本方程？第二節(jié) 反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系0.51. 什么是膨脹因子？膨脹因子為 1 的反應(yīng)體系， 反

22、應(yīng)后系統(tǒng)的物質(zhì)的量將如何變化？若是膨脹因子為 的反應(yīng)體系，則如何變化？2. 什么是簡單反應(yīng)和復(fù)雜反應(yīng)？可逆反應(yīng)屬于哪一類反應(yīng)？為什么？3. 什么是均相內(nèi)反應(yīng)和界面反應(yīng)？4. 對于連續(xù)反應(yīng)器，某一關(guān)鍵組分的轉(zhuǎn)化率的一般定義是什么？5. 對于實(shí)際規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)器，影響某一關(guān)鍵組分的轉(zhuǎn)化率的主要因素是什么？第三節(jié) 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1. 若將反應(yīng)速率的定義寫成rA = - dCA/dt，該定義式成立的條件是什么？說明理由。2. 氣固相反應(yīng)的反應(yīng)速率有哪幾種表達(dá)方式？氣液相反應(yīng)哪？3. 什么是反應(yīng)級數(shù)？它的大小能否反映反應(yīng)速率的大??？為什么？4. 對于某一化學(xué)反應(yīng)，它的速率常數(shù)是否與反應(yīng)物的濃度有關(guān)？催化劑能

23、否改變速率常數(shù)的大?。?. 零級不可逆單一反應(yīng)有哪些主要特點(diǎn)？6. 一級不可逆單一反應(yīng)有哪些主要特點(diǎn)？7. 二級不可逆單一反應(yīng)有哪些主要特點(diǎn)？8. 對于可逆單一反應(yīng)，反應(yīng)物的濃度能減少到零嗎？為什么？9. 在平行反應(yīng)中，什么是主反應(yīng)？什么是副反應(yīng)和副產(chǎn)物？10. （9）對于串聯(lián)反應(yīng)， 其中間產(chǎn)物的濃度隨反應(yīng)時(shí)間如何變化？在實(shí)際操作中能否將中間產(chǎn)物的濃度控制到最大值？如何控制？第十二章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的解析方法第一節(jié) 動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的解析方法1. 動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要目的有哪些？2. 用槽式反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)有哪些優(yōu)點(diǎn)？3. 對反應(yīng)器進(jìn)行物料衡算時(shí)，一般應(yīng)注意哪些問題？4. 對于全混流槽式反應(yīng)器

24、和推流式反應(yīng)器，分別如何選擇物料衡算單元，為什么？第二節(jié) 間歇反應(yīng)器的解析1. 在環(huán)境工程研究中，進(jìn)行液相反應(yīng)速率方程的實(shí)驗(yàn)測定時(shí)，常采用間歇反應(yīng)器，為什么？2. 簡述利用間歇反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般步驟。3. 試用流程圖表達(dá)間歇?jiǎng)恿W(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積分解析法。4. 試用流程圖表達(dá)間歇?jiǎng)恿W(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的微分解析法。5. 如何利用半衰期確定反應(yīng)級數(shù)？第三節(jié) 連續(xù)反應(yīng)器的解析1. 在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，槽式連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)的組分組成和轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化嗎？為什么？2. 試用流程圖表達(dá)利用槽式連續(xù)反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般步驟。3. 試用流程圖表達(dá)利用積分平推流反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般步驟。4. 試用流程圖表達(dá)利用

25、微分反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般步驟。5. 什么是積分反應(yīng)器和微分反應(yīng)器？它們用于動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，各有什么特點(diǎn)？第十三章 均相化學(xué)反應(yīng)器第一節(jié) 間歇與半間歇反應(yīng)器1. 對于一個(gè)實(shí)際規(guī)模的均相連續(xù)反應(yīng)器，影響反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的主要因素有哪些？2. 間歇反應(yīng)器的一般操作方式是什么？你能舉出哪些間歇反應(yīng)器的例子？3. 半間歇反應(yīng)器有哪幾種操作方式？4. 半間歇反應(yīng)器與間歇反應(yīng)器相比有哪些異同點(diǎn)？5. 對于半間歇反應(yīng)器，轉(zhuǎn)化率是如何定義的？第二節(jié) 完全混合流反應(yīng)器1. 全混流連續(xù)反應(yīng)器的一般操作方式是什么？你能舉出哪些間歇反應(yīng)器的例子？2. 與間歇反應(yīng)器相比，對于同一反應(yīng)，在同樣的反應(yīng)條件下，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率

26、，所需全混流連續(xù)反應(yīng) 器的體積有何不同？為什么？3. 對于一簡單不可逆反應(yīng)，在反應(yīng)器總有效體積和反應(yīng)條件不變的條件下，隨著全混流反應(yīng)器的級數(shù)的 增加，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率如何變化？為什么？轉(zhuǎn)化率的極限值是什么？4. 簡述多級全混流反應(yīng)器的解析計(jì)算法。5. 簡述多級全混流反應(yīng)器的圖解計(jì)算法。第三節(jié) 平推流反應(yīng)器1. 對于一個(gè)實(shí)際規(guī)模的反應(yīng)器，在什么條件下可視為平推流反應(yīng)器？2. 對于不可逆液相反應(yīng)，利用間歇反應(yīng)器和理想平推流反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)操作時(shí)的基本方程有何異同？簡 要分析其理由。3. 與間歇反應(yīng)器相比，對于同一反應(yīng)，在同樣的反應(yīng)條件下，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率，所需平推流反應(yīng)器的 體積相同。如何解釋這種現(xiàn)象

27、？4. 循環(huán)反應(yīng)器有哪幾種典型的操作方式？5. 對于在平推流反應(yīng)內(nèi)進(jìn)行的不可逆液相反應(yīng)，如果將出口處的反應(yīng)物料器一部分返回到反應(yīng)器，反應(yīng) 物的轉(zhuǎn)化率將如何變化？如何解釋這種變化？第十四章 非均相化學(xué)反應(yīng)器第一節(jié) 固相催化反應(yīng)器1. 催化反應(yīng)有哪些基本特征？2. 固體催化劑的一般組成是什么？載體在固體催化劑中起什么作用？3. 固相催化反應(yīng)過程一般可概括為哪些步驟？4. 固相催化反應(yīng)有哪些基本特點(diǎn)？5. 固相催化反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)過程包括哪些步驟？6. 在進(jìn)行本征動(dòng)力學(xué)速率方程的實(shí)驗(yàn)測定中，如何消除外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散的影響？分別如何確定實(shí)驗(yàn)條 件？7. 催化劑有效系數(shù)的基本定義什么？它有哪些用途？8.

28、催化西勒（Thiele）模數(shù)的物理意義是什么？具體說明西勒（ Thiele）模數(shù)的大小如何影響催化劑的有 效系數(shù)？9. 簡述影響球形催化劑有效系數(shù)的主要因素及其產(chǎn)生的影響。10. 什么是流化床反應(yīng)器？與固定床反應(yīng)器相比，它有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？第二節(jié) 氣液相反應(yīng)器1. 氣液相反應(yīng)過程一般可概括為哪些步驟？2. 氣液相反應(yīng)的本征反應(yīng)速率方程是什么涵義？3. 氣液相瞬間反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？4. 氣液相瞬間反應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)有何物理意義？5. 什么是界面反應(yīng)？6. 氣液相快速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？7. 根據(jù)氣液相擬一級快速反應(yīng)的宏觀速率方程，簡述提高反應(yīng)速率的措施。8. 什么是八田數(shù)？它有何物理意義？9. 氣

29、液相擬一級快速反應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)具有什么物理意義？10. 氣液慢速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？11. 氣液相反應(yīng)的宏觀速率方程根據(jù)本征反應(yīng)速率的快慢有不同的表達(dá)形式，為什么？第十五章 微生物反應(yīng)器第一節(jié) 微生物與微生物反應(yīng)1. 為什么說微生物反應(yīng)類似于化學(xué)反應(yīng)中的自催化反應(yīng)？2. 微生物反應(yīng)一般可分為哪幾類反應(yīng)？3. 微生物反應(yīng)中的基質(zhì)有哪些作用？4. 微生物反應(yīng)的產(chǎn)物有哪幾類？5. 有機(jī)物的微生物分解反應(yīng)中產(chǎn)生的能量有哪些用途？第二節(jié) 微生物反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系1. 什么是計(jì)量學(xué)限制性基質(zhì)？2. 什么是生長速率限制性基質(zhì)？3. 細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)有哪些用途？4. 細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)有哪幾種？它們?nèi)≈捣秶魇鞘裁矗?.

30、什么是有效電子？如何計(jì)算？6. 什么是代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù)？第三節(jié) 微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1. 什么是微生物的比生長速率？2. Monod 方程中的最大比生長速率和飽和系數(shù)各表達(dá)什么意義？3. 與富營養(yǎng)細(xì)胞相比，貧營養(yǎng)細(xì)胞的飽和系數(shù)有何特點(diǎn)？4. 基質(zhì)消耗速率方程中的維持系數(shù)有什么物理意義？5. 影響以微生物膜表面積為基準(zhǔn)的基質(zhì)消耗速率的主要因素（主要指與微生物膜和基質(zhì)本身特性有直接 關(guān)系的主要因素，不包括溫度、 pH 等環(huán)境條件）有哪些？6. 試比較固體催化劑的有效系數(shù)與微生物膜的有效系數(shù)的定義有何不同？第四節(jié) 微生物反應(yīng)器的操作與設(shè)計(jì)1. 微生物的間歇培養(yǎng)生長曲線可分為哪幾個(gè)階段？什么是最大收獲量

31、？2. 微生物的半連續(xù)培養(yǎng)的操作方式有何特點(diǎn)？3. 在微生物的半連續(xù)培養(yǎng)中，反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)濃度會(huì)出現(xiàn)先增加后減少的現(xiàn)象。為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？4. 什么是稀釋率？微生物的連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)（沒有細(xì)胞循環(huán)系統(tǒng)）中，稀釋率的最大值是什么？5. 在微生物的連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)中，能否控制微生物的比生長速率？如何實(shí)現(xiàn)？6. 什么是微生物連續(xù)培養(yǎng)中的 “洗脫現(xiàn)象 ”？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？7. 細(xì)胞循環(huán)反應(yīng)器可以在大于微生物比生長速率的條件下穩(wěn)定運(yùn)行，為什么？第III篇綜合練習(xí)題、環(huán)境工程原理基礎(chǔ)1.1簡答題1. 寫出下列物理量的量綱(1) 粘度卩；(2)擴(kuò)散系數(shù)D。1 1 答：(1)粘度卩的量綱：ML 1(2) 擴(kuò)散系

32、數(shù)D的量綱：D M 2t 12. 簡述等分子反向擴(kuò)散和單向擴(kuò)散過程及傳質(zhì)通量的區(qū)別。答：單向擴(kuò)散時(shí)存在流體的總體流動(dòng)，因此擴(kuò)散組分的傳質(zhì)通量增加。3. 邊界層分離的條件是什么？層流邊界層和湍流邊界層哪個(gè)更容易發(fā)生邊界層分離？為什么?答：粘性作用和存在逆壓梯度是流動(dòng)分離的兩個(gè)必要條件層流邊界層更容易發(fā)生分離。原因：層流邊界層中近壁處速度隨y的增長緩慢，逆壓梯度更容易阻滯靠近壁面的低速流體質(zhì)點(diǎn)4. 水在圓形直管中呈層流流動(dòng)。若流量不變，說明在下列情況下，摩擦阻力的變化情況:(1 )管長增加一倍；(2)管徑增加一倍。答：1 2 .l Umhfd 2層流時(shí)：64Re管長增加一倍時(shí)，阻力損失增加一倍；管

33、徑增加一倍時(shí)，阻力損失減小為原來的1/165. 試寫岀幾種主要的強(qiáng)化間壁式換熱器傳熱效果的具體措施。答：根據(jù)傳熱基本方程，可通過增加傳熱面積、增大傳熱系數(shù)和推動(dòng)力來強(qiáng)化傳熱。具體措施包括：(1)采用小直徑管、異形表面、加裝翅片等；(2)改變兩側(cè)流體相互流向，提高蒸汽的壓強(qiáng)可以提高蒸汽的溫度，增加管殼式換熱器的殼程數(shù)；(3)提高流體的速度，增強(qiáng)流體的擾動(dòng)，采用短管換熱器，防止結(jié)垢和及時(shí)清除污垢等。6. 網(wǎng)球的粗糙表面有利于減少運(yùn)動(dòng)阻力，試解釋原因。答：運(yùn)動(dòng)阻力包括摩擦阻力和形體阻力。由于球面面積較小，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)速度較快，形體阻力占主要地 位。表面粗糙可以使邊界層湍流化，使邊界層分離點(diǎn)后移，減少形體

34、阻力，從而減少運(yùn)動(dòng)阻力7. 水在光滑圓形直管中流動(dòng)，分析以下情況下因摩擦阻力而產(chǎn)生的壓降的變化情況:(1)水在管中呈層流流動(dòng)，流量不變，管長增加一倍或管徑增加一倍；1(2)水作湍流流動(dòng)，管長及管徑不變，流量增加一倍，摩擦系數(shù)為0.3164 Re4。答：壓降 pfI2lUmd 2(1)的 1/16。層流時(shí),當(dāng)2在內(nèi)層，有Q2當(dāng)1在內(nèi)層，有Q12 L(T T2)/lnr2lnr312T1T2R2 L(T1 T2)/，管長增加一倍時(shí)，壓降增加一倍；管徑增加一倍時(shí)，壓降減小為原來Re1(2)湍流時(shí)，0.3164 Re，流量增加一倍時(shí)，壓降增加，為原來的5.19 (或 2(2+1/4)8. 某熱水管道采

35、用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料進(jìn)行保溫，若保溫材料厚度相同，為了達(dá)到較好 的保溫效果，應(yīng)將哪種材料放在內(nèi)層，試解釋原因。答：應(yīng)將導(dǎo)熱系數(shù)小的材料放在內(nèi)層。證明過程：設(shè)為比較Q1 Q2的大小，將上兩式相除，可得 Q1 /Q2 1，因此應(yīng)將2放在內(nèi)層。9. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)在安裝和使用中應(yīng)注意什么？答：安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)應(yīng)注意：(1) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)必須垂直安裝，若傾斜度1度將造成0.8%的誤差。(2) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)必須安裝在垂直管路上，且流體流動(dòng)的方向必須由下往上。使用時(shí)應(yīng)注意：測量流體和環(huán)境條件是否與岀廠時(shí)標(biāo)定的相同，如不同，需對讀數(shù)進(jìn)行校正10. 流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，同時(shí)發(fā)生傳熱或傳質(zhì)過程。當(dāng)流速增加致使流態(tài)

36、發(fā)生變化時(shí)，對流動(dòng)和傳遞過程產(chǎn)生什么影響？當(dāng)流體流過彎管時(shí)，與直管有什么不同？由于離心力的作用,答：流動(dòng)轉(zhuǎn)化為湍流后，流動(dòng)阻力增加，傳熱或傳質(zhì)阻力減少。流體流過彎管時(shí),擾動(dòng)加劇，使阻力損失增加，傳遞系數(shù)增大，傳遞過程被強(qiáng)化11. 流體中組分A的含量為CA，0，與平壁面接觸，壁面上組分A的含量為CA，i，且CA,0>CA，i。試?yán)L制當(dāng)流體分別為靜止、沿壁面層流流動(dòng)和湍流流動(dòng)時(shí)，組分A在壁面法向上的濃度分布示意圖。b.層流流動(dòng)c.湍流流動(dòng)答：圖15-1綜合練習(xí)題1.1（11）圖答案見上圖。12. 設(shè)冬天室內(nèi)的溫度為 T1，室外溫度為T2，T1 >T2。在兩溫度保持不變的情況下，試?yán)L制下

37、列三 種情況下從室內(nèi)空氣到室外大氣溫度分布示意圖。（1 ）室外平靜無風(fēng)，不考慮輻射傳熱；（2）室外冷空氣以一定流速流過磚墻表面；（3 ）除了室外刮風(fēng)外，還考慮磚墻與四周環(huán)境的輻射傳熱。室內(nèi)T1室外T2室內(nèi)T室外T2室內(nèi)T1室外T2，試分析13.流體沿平壁面流動(dòng)時(shí)，同時(shí)發(fā)生傳質(zhì)過程。當(dāng)流速增加致使流動(dòng)狀態(tài)由層流變?yōu)橥牧鲿r(shí)流動(dòng)邊界層厚度的變化，以及對流動(dòng)阻力和傳質(zhì)阻力產(chǎn)生的影響。答：邊界層厚度與流速有關(guān)，流速增加，邊界層厚度減少。流動(dòng)由層流變成湍流，速度梯度變大，摩 擦力增加，流動(dòng)阻力增加；邊界層厚度減少，而傳質(zhì)阻力主要集中在邊界層，湍流加大了液體的對流，濃 度梯度增大，傳質(zhì)阻力減少。14. 流體

38、沿壁面流動(dòng)時(shí)，有時(shí)會(huì)岀現(xiàn)邊界層分離的現(xiàn)象。試論述（1）邊界層分離的條件；（2 ）流動(dòng)狀態(tài)對邊界層分離和流動(dòng)阻力的影響。答：（1）邊界層分離的條件：流體具有粘滯性，產(chǎn)生逆壓梯度，將靠近界面的慢流體的速度阻滯為零,即可發(fā)生邊界層分離。（2 ）層流邊界層速度變化較湍流小，慢速流體更容易被阻滯。所以，湍流邊界層分離比層流延后。由于湍流邊界層分離延后，分離點(diǎn)下移，尾流區(qū)較小，所以其形體阻力小。15. 有一個(gè)套管換熱器，內(nèi)管外側(cè)裝有翅片，用水冷卻空氣，空氣和水各應(yīng)走哪里（管內(nèi)和殼間）？ 試解釋原因。答：裝有翅片的目的一方面是為了加大接觸面積；另一方面是為了破壞邊界層形成以提高對流傳熱系數(shù)。由總傳熱速率方程

39、可以看到:1 AAm2A2要提高傳熱器的傳熱效果，應(yīng)當(dāng)提高限制步驟的傳熱效果。因此，在用水冷卻空氣的換熱過程中，空 氣對流傳熱慢，是制約因素。所以，翅片應(yīng)放在空氣一側(cè)，即空氣走殼間，水走管內(nèi)。16. 燃燒廢氣中含有 S02,欲采用吸收法去除。根據(jù)你所學(xué)的知識，分析提高去除效率的方法。DabP答：吸收法可近似認(rèn)為單向擴(kuò)散，Na （Paj Pa。）。由上式可知，為了提高吸收效率，可RTLpm以增加SO2的濃度（濃縮尾氣），換用高效的吸收液（堿液等）；同時(shí)即使更換新的吸收液；增大吸收液與SO2的接觸面積（霧狀噴淋）；適當(dāng)增加溫度和壓強(qiáng)，以加快堿液對SO2的吸收速率。1. 2某城市生活污水采用完全混合

40、曝氣法處理，水量為3X104m3/d，BOD 5濃度為200mg/L，要求穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，出水BOD5濃度達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)，即30mg/L，曝氣池中有機(jī)物的降解遵循一級反應(yīng)，反應(yīng)速r 0.1c率為（反應(yīng)速率常數(shù)0.1d-1）（1）確定曝氣池的有效容積；（2）若曝氣池中污泥濃度為 2000 mg/L，回流污泥濃度為 4000 mg/L，求沉淀池的污泥回流比RV,XeR,Xr解：（1）以曝氣池和沉淀池為衡算系統(tǒng)，以B0I污泥I衡流對象，由物料衡算方程得:。中eqvrV 牛 Vdt系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,=0;代入相應(yīng)數(shù)值得:dtVr -qv0.1VeCk200mg/L 30mg/L 0.1d 1 30mg/L

41、Cv170V0.1d 1 30000m3/d 17 104m330(2)以曝氣池為衡算系統(tǒng)，以污泥為衡算對象。由衡算方程，得XrRcX(1 R)c4000mg/L R 3 104m3/d 2000mg/ L (1 R) 3 104m3/d2000R (1 R) 0.5(1 R)4000R 1100%1. 3 一直徑為2m的貯槽中裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1的氨水，因疏忽沒有加蓋，則氨以分子擴(kuò)散形式揮發(fā)。 假定擴(kuò)散通過一層厚度為 5mm的靜止空氣層。在101KN/m2、20C下，氨的分子擴(kuò)散系數(shù)為 1.8沁05m2/s， 計(jì)算12小時(shí)中氨的揮發(fā)損失量。計(jì)算中不考慮氨水濃度的變化，氨在時(shí)的相平衡關(guān)系為2

42、p 269x( KN/m )。解：氨在水中的摩爾分?jǐn)?shù)為：0.105xm氨 / M 氨0.1/17x=Xm氨 / M 氨 Xm水 / M 水 0.1/170.9/18由題中的相平衡關(guān)系算岀氨在液面上的分壓pA,i=269 X 0.105=28.2KN/m氨在空氣中的分壓為pA,o = 0空氣的分壓:在水面上：pBi2p pA,i 101.3 28.2 73.1KN/m在空氣中：Pb,o2p Pa,0101.3 0 101.3KN /m空氣的對數(shù)平均分壓為:pB.mpB,0pB ,iIn (PB,o/pB,i)101.3 73.1ln (101.3/73.1)85.5KN /m2因此，氨在空氣中的

43、擴(kuò)散速率為:NaRTZ(PA,iPB,mPa,o)0.064 101.38.314 293 0.005 85.5(28.2 0)0.175kmol/m2 h 2.975kg/m2 h水槽的表面積為2 2A 0.785 23.14m12小時(shí)氨的揮發(fā)損失量為：G= 2.975 X 3.14 X 24=224.4kg/d1. 4將水從貯水池輸送到處理構(gòu)筑物中，原有一條管路，直徑為500mm。為增加輸水量，在該管旁增加一條新管，管徑為 250mm。兩管均為水平敷設(shè)，長度相等，為1000m,流動(dòng)處于阻力平方區(qū)，摩擦系數(shù)為0.02。當(dāng)兩管的出水端單獨(dú)接入構(gòu)筑物和合并后接入構(gòu)筑物時(shí)，兩管中的流量比為多少？當(dāng)

44、兩管長度 為10m時(shí)，流量比為多少？解：(1)管長為1000m時(shí)，阻力損失主要為沿程損失，局部損失可以忽略。兩管單獨(dú)接入構(gòu)筑物或合并后接入構(gòu)筑物時(shí)，兩管的水力損失應(yīng)相等有：1丄衛(wèi)d1 22 d2 2其中，1 =2即: qv1: qv2l2 = 1000m ; d1: d2 = 500: 250牛)2l2所以，qv1：O/24 25.6(2)管長為10m時(shí)，沿程阻力損失和局部阻力損失均要考慮。當(dāng)兩管單獨(dú)接入構(gòu)筑物時(shí)，兩管的水力損失分別為:(注：以下兩式中刪除了分母中的g)大管：hf121 d1 22 u 1.0 22 u 0.4 22 u 0.522 u 1.9 2小管：hf22u21 22u1

45、.02 u 0.8 22 u 0.5 22 u 2.3兩管水力損失相等，hf1 hf2故 u1 : u2所以 qs: qv2 u1 (半)2 4.4 u2 d2當(dāng)兩管合并后接入構(gòu)筑物時(shí)，忽略交匯點(diǎn)處水力損失:大管：hf12 土 1711 u2di21.0土220.4土221.4土2小管：hf22u217也2d2 22 u 1.0 22 u 0.8 22u1.8丄2兩管水力損失相等,hf1 hf 2故 u-i : u2所以qvi: qv21. 5有一外徑為UiU2(蟲)24.5d2150mm的鋼管，為減少熱損失今在管外包以兩層絕熱層。已知兩種絕熱材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)之比為1 : 2,兩種絕熱層厚度都

46、為30mm。試比較兩種絕熱材料不同順序放置時(shí)的熱損失。設(shè)兩種情況下內(nèi)外溫度不變。解：設(shè)兩種絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)為1 : 2 = 1 : 2當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)1的材料放在內(nèi)層時(shí):Q1TTTT 1 2Ld m1d m2(1 )Rbib2bib2b( 1d m12dm2)1 Am12 Am21L dm12L dm2其中,d m1d1 d°60,210In178.6dm2d2 d160239.0d1將dmi , dm2代入式（1）得（注：式（2）和（4）最后一項(xiàng)的分母中增加了入1）T 1 2Ldm1dm2T 1 2Ldm1dm2(2)b1 178.6 2 1 239.0b656.6 1當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)2的材

47、料放在內(nèi)層時(shí)：q2TTTT 12L dm1dm2(3)Rb1b2bib2b( 2dm11dm2)2 Am11 Am22L dm11L dm2向式（3）代入dm1 ， d m2得Q2T 12Ldm1dm2T 1 2Ldm1 dm2(4)b2 1178.61 239.0b596.2 1比較式（2 ）和（4）可以看到 Q1 Q2即把導(dǎo)熱系數(shù)較小的絕熱材料放在內(nèi)層可以減少熱損失。1.6某一雙池塘系統(tǒng)如圖所示。上游流量為10xi04m3/d，其中有機(jī)物濃度為20mg/L。第一個(gè)池塘的容積為5.0 >104m3，第二個(gè)池塘的容積為3.0 X104m3o有一股流量為1X104m3/d的污水進(jìn)入第一個(gè)池

48、塘，有機(jī)物濃度為120 mg/L。有機(jī)物降解符合一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，降解速率常數(shù)為0.30d 1O不考慮蒸發(fā)、滲漏或降雨等因素，假設(shè)每一個(gè)池塘都呈完全混合狀態(tài)，求穩(wěn)定狀態(tài)下每個(gè)池塘岀水的有機(jī)物濃度。qV0 0qV1V1k 1(qV0qV1)110 104 m3/d 20mg / L 1 104 m3/d 120mg/L0.3d 1 5 104m3/d C111 104 m3/d C1C1 =25.6mg/L以第二個(gè)池塘為衡算系統(tǒng)，在穩(wěn)定狀態(tài)下，由物料衡算方程得:(O/0 qV1)1 V2k 2(qV 0 qV1) 24311 10 m /d 25.6mg/L1430.3d3 10 m /d C24

49、311 10 m /d C2C2=23.7mg/L1.7現(xiàn)有一傳熱面積為3m2、由25X2.5mm的管子組成的列管式換熱器，擬用初溫為30C的水將某液體由200C冷卻到100C,水走管內(nèi)。已知水和液體的定壓比熱容分別為 4.18 kJ/(kg. K)和2.0kJ/(kg. K),冷 側(cè)和熱側(cè)的對流傳熱系數(shù)分別為 2000 W/(m2 K)和250 W/ ( m2 K)。當(dāng)水和液體的質(zhì)量流量分別為 1000kg/h 和1200kg/h時(shí)，通過計(jì)算說明該換熱器是否滿足要求； 若不滿足，可通過什么方法解決(定性分析)？(兩 流體呈逆向流動(dòng)，忽略管壁熱阻和污垢熱阻)解：用30 C的水將某液體由200

50、C冷卻到100C時(shí)，由熱量衡算方程，有Cp7K qm 水 T?kCp液 qm液 T液4.18 1000T7K = 2.0 1200 10066.7KWT水 57.4，故水的最終溫度為 T2水 3057.487.4 C逆向傳熱時(shí)的平均溫差為T1T289.8 CInT2傳熱阻力為1；)A (盤該換熱器在此時(shí)能夠傳遞的熱量為Tm89.8Q=m59.9KW <66.7KWR 0.0015因此，該換熱器無法滿足要求。解決的方法：在無法改變水溫的情況下，增加水的流量，從而增大平均溫差;增加換熱器數(shù)量或換用換熱面積較大的換熱器；在換熱器內(nèi)部安裝翅片，熱流體走管外，增大熱側(cè)對流傳熱系數(shù)，從而增大總傳熱系

51、數(shù)，并增大傳熱 面積水面與水池水面的高差為10m。輸水管內(nèi)徑為80mm,長18m ,管線局部阻力系數(shù)13（閥全開時(shí)），摩擦系數(shù)0.0120 75薩，求所需泵的功率。已知水的粘度為1 X10 3Pas,密度為 1X103kg/m3。解：輸水管中的水流流速u= 4Q21.66m/sd22h u1hf11 T-2g13輸水管局部阻力損失:1.6621.83m9.8摩擦系數(shù)0.0120.75du0.012 0.7510 3103 0.08 1.660.380.012m輸水管沿程阻力損失:hf 22l u118 1.662d 2g0.0120.08 2 9.80.38m所需泵的功率Ne (10 hf1h

52、f2)gQm 12.2139.8 30 10 /3600997.2W1.9 30'C、100 kPa下，在填料塔中用水吸收混合于空氣中的SO2。在塔內(nèi)某一點(diǎn)上，氣相中SO2的濃度為y=0.09，液相中SO2的濃度為x=0.002，氣相傳質(zhì)阻力認(rèn)為集中在 2mm厚的氣膜中。計(jì)算穩(wěn)定條件下 在該點(diǎn)上SO2的傳質(zhì)速率。已知SO2在空氣中的分子擴(kuò)散系數(shù)為 5X10-5 m2/s，30C時(shí)SO2水溶液的平衡關(guān) 系為 Y=26.5X。解：液相中SO2的摩爾比為Xa,1Xa,11 Xa,10.0021 0.0020.002在穩(wěn)態(tài)條件下，氣相界面 SO2的摩爾比為:Ya,1=26.5X a,1 = 26.5X 0.002=0.053氣相界面SO2的摩爾分?jǐn)?shù)為Ya,1則 yB,m_ yB,1yB,2In些yB ,20.95 0.91 ccc0.93 _ 0.95 In0.91所以Na=DAB p(yA,1yA,2)5 105 100000 (0.09 0.05)RTLyB,m20.043mol /(m s)8.31 303 2 103 0.93yA1衛(wèi)竺0.05A,1 1 Yaj1 0.053氣相主體中S02的濃度：0.09設(shè)yB,i和yB,2為惰性組分在2相界面和氣相主體間的摩爾分?jǐn)?shù)1.10 一根水平放置的蒸汽管