環(huán)境工程原理期末復(fù)習(xí)資料河南工業(yè)大學(xué)

1、1、管路分為簡單管路（、通過各管路的質(zhì)量流量不變；、整個(gè)管路阻力損失等于各管路阻力損失之和。）和復(fù)雜管路，復(fù)雜管路包括分支管路（、總管流量等于各支管流量之和；、主管段內(nèi)各段流量不同，阻力損失需分段加以計(jì)算；、機(jī)械能守恒。）和并聯(lián)管路（、總流量等于各支管流量之和；、各支管中阻力損失相等；、各支管的流量依據(jù)阻力損失相同的原則進(jìn)行分配。） 。2、流量計(jì)包括測速管（畢托管）（測得的是點(diǎn)速度）、孔板流量計(jì)（固定安裝，阻力損失較大） 、文丘里流量計(jì)（比孔板流量計(jì)減少了機(jī)械能損失），轉(zhuǎn)子流量計(jì)（必須垂直安裝，流體自上而下流動）。3、熱量傳遞包括熱傳導(dǎo)、對流傳熱、輻射傳熱。4、導(dǎo)熱系數(shù)：、氣體導(dǎo)熱系數(shù)很小，利

2、于絕熱保溫，隨溫度和壓強(qiáng)的升高而升高。、水的導(dǎo)熱系數(shù)最大，常用做導(dǎo)熱介質(zhì)。液體 （除水和甘油外）導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升到而減小，壓力影響不大。、固體：金屬的 入選大于非金屬的 入；金屬有雜質(zhì)，入 減??；純金屬 入隨溫度升高而減小，合金 入隨溫度升高增大；晶體 入隨溫度升高而減小，非晶體入隨溫度升高而增大。5、環(huán)境工程中常見的傳質(zhì)過程有：吸收、萃取、吸附、離子交換、膜分離。6、重力沉降和離心沉降的比較：區(qū)別：、重力沉降的動力是重力，沉降方向向下，沉降速度恒定，沉降的加速度為重 力加速度；、離心沉降的動力是離心力，沉降方向向外，沉降的速度與半徑有關(guān)，是變化 的，沉降的加速度為離心加速度。聯(lián)系： 離心分

3、離因數(shù)， 是離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)，表示離心沉降速度較沉降速度可以提高的倍數(shù)。7、過濾可以分為：表面過濾（濾餅過濾）和深層過濾。8、表面過濾與深層過濾的比較：區(qū)別：、表面過濾的條件是顆粒物濃度高，濾速慢，慮餅易形成，過濾的介質(zhì)是織布或多孔固體，過濾介質(zhì)的孔一般比顆粒物的粒徑小，有效過濾介質(zhì)主要是慮餅，實(shí)際應(yīng)用于真空過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)、慢濾池、袋濾器。、深層過濾的條件是顆粒物濃度底，濾速快，過濾介質(zhì)是固體顆粒，過濾介質(zhì)的空隙大于顆粒物粒徑，有效的過濾介質(zhì)是固體顆粒，實(shí)際應(yīng)用于快濾池。聯(lián)系：表面過濾中慮餅的比阻和深層過濾中過濾介質(zhì)的比阻均可用公式求得。9、恒壓過濾和恒速過濾的比較：區(qū)別：、恒壓過

4、濾的速度逐漸減小，過濾壓差保持不變，基本方程為：、恒速過濾的速度保持不變，壓差逐漸增大，基本方程為：聯(lián)系：環(huán)境工程中通常采用先恒速過濾，到一定階段后換成恒壓過濾的過濾方式。10、相平衡關(guān)系主要應(yīng)用于：判斷傳質(zhì)方向、計(jì)算傳質(zhì)推動力、確定傳質(zhì)過程的極限。11、物理吸收和化學(xué)吸收的比較：、物理吸收不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只存在相平衡；化學(xué)吸收 在液相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相平衡和化學(xué)平衡共存。、化學(xué)吸收只能減小液膜的傳質(zhì)阻力， 因此， 物理吸收和化學(xué)吸收在氣膜中的傳質(zhì)情況相同。、 液膜控制的吸收過程宜采用化學(xué)吸收，氣膜控制的吸收過程采用化學(xué)吸收作用不明顯。12、物理吸附和化學(xué)吸附的比較：、物理吸附的作用力是范德華

5、力，作用力較弱，吸附熱 較小，是可逆吸附。、化學(xué)吸附的作用力是化學(xué)鍵，作用力較強(qiáng)，吸附熱較大，是不可逆 吸附。13、吸附的類型：、按作用力性質(zhì)分：物理吸附和化學(xué)吸附。、按吸附劑再生方法分： 變溫吸附和變壓吸附。、按原料組成分：大量吸附分離和雜質(zhì)去除。、按分離機(jī)理分：位阻吸附、動力學(xué)吸附和平衡吸附。14、吸附劑的類型，特點(diǎn)活性炭 （吸附容量大，熱穩(wěn)定性高，化學(xué)穩(wěn)定性好，解吸容易）； 活性炭纖維；炭分子篩（表面疏水，耐酸堿性，耐熱性好，不耐燃燒）；硅膠（親水性吸附劑）；活性氧化鋁；沸石分子篩。15、過濾常數(shù)的測定：過濾常數(shù)K 和 qe將恒壓過濾積分方程式改寫為：該式表明在恒壓過濾條件下，t/q 于

6、 q 之間存在線性關(guān)系，其直線的斜率為1/k ，截距為2qe/k ，因此只要在實(shí)驗(yàn)中測的不同過濾時(shí)間t 內(nèi)的單位過濾面積的過濾量，即可根據(jù)上式求得過濾常數(shù)k， qe。壓縮指數(shù)s根據(jù)k與4p之間的關(guān)系式，對兩側(cè)取對數(shù)得，由此可見， lgk 與 lg p 之間存在線性關(guān)系。在不同壓差下進(jìn)行恒壓實(shí)驗(yàn)，求出不同壓差下的k，即可根據(jù)上式求出濾餅的壓縮指數(shù)s。緒論1. 環(huán)境工程學(xué)的主要研究對象是什么？水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù)，大氣污染控制技術(shù)， 固體廢物處理處置與管理和資源化技術(shù)，物理性污染控制技術(shù)，自然資源的合理利用與保護(hù)，環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境質(zhì)量評價(jià)，還包括生態(tài)修復(fù)與構(gòu)建理論與技術(shù)，清潔生產(chǎn)理論與技術(shù)以及環(huán)

7、境規(guī)劃、管理與環(huán)境系統(tǒng)工程等。2. 簡述環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)原理體系？水質(zhì)凈化與水污染控制工程，空氣凈化與大氣污染控制工程，固體廢棄物處理處置與管理，物理性污染控制工程，土壤凈化與污染控制技術(shù)，廢物資源化技術(shù)。3. 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？隔離技術(shù)是將污染物或污染介質(zhì)隔離，從而切斷污染物向周圍環(huán)境的擴(kuò)散途徑，防止污染進(jìn)一步擴(kuò)大；分離技術(shù)是利用污染物與污染介質(zhì)在物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)上的差異使其與介質(zhì)分離，從而達(dá)到污染物去除或回收的目的； 轉(zhuǎn)化技術(shù)是利用化學(xué)反應(yīng)或生物反應(yīng)，使污染物轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)或易于分離的物質(zhì)，從而使污染物得到凈化與處理

8、。稀釋技術(shù)是使污染物毒性減輕。4. 環(huán)境工程內(nèi)容，任務(wù)，目的？任務(wù)：系統(tǒng)深入的闡述環(huán)境污染控制工程，為相關(guān)專業(yè)課程打下良好的理論基礎(chǔ)。內(nèi)容：環(huán)境工程原理基礎(chǔ)，分離過程原理，反應(yīng)工程原理。目的：實(shí)現(xiàn)污染物的高效，快速去除。第二章質(zhì)量衡算與能量衡算1. 什么是量綱和無量綱準(zhǔn)數(shù)？單位和量綱的區(qū)別是什么？用來描述物體或系統(tǒng)物理狀態(tài)的可測量性質(zhì)稱為它的量綱。由各種變量和參數(shù)組合而成的沒有單位的群數(shù)， 稱為無量綱準(zhǔn)數(shù)，無量綱準(zhǔn)數(shù)既無量綱又無單位，其數(shù)值大小與所選單位制無關(guān)。區(qū)別：量綱是可測量的性質(zhì)；單位是測量的標(biāo)準(zhǔn)，用這些標(biāo)準(zhǔn)和確定的數(shù)值可以定量的描述量綱。2. 大氣污染控制工程中經(jīng)常用體積分?jǐn)?shù)表示污染物

9、的濃度，試說明該單位的優(yōu)點(diǎn)？ 1 摩爾任何理想氣體在相同的壓強(qiáng)和溫度下有著同樣的體積，因此可以用體積分?jǐn)?shù)表示污染物的濃度，該單位最大的優(yōu)點(diǎn)是與溫度、壓力無關(guān)。3. 平均流速的定義是什么？用管道輸送水和空氣時(shí)，較為經(jīng)濟(jì)的流速范圍是多少？平均流速按體積流量相等的原則定義，即單位時(shí)間內(nèi)以平均速度流過截面的流體體積與按實(shí)際上具有速度分布時(shí)流過同一截面的流體體積相等。流速影響流動阻力和管徑，因此直接影響系統(tǒng)的操作費(fèi)用和基建費(fèi)用，一般的， 液體的流速取 s, 氣體為1030m/s。4. 進(jìn)行質(zhì)量衡算的三個(gè)要素是什么？輸入物料質(zhì)量輸出物料質(zhì)量=內(nèi)部積累物料質(zhì)量5. 質(zhì)量衡算的基本關(guān)系是什么？輸入量輸出量+反

10、應(yīng)量=累計(jì)量6. 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？污染物的生物降解經(jīng)常被視為一級反應(yīng)，即污染物的降解速率與其濃度成正比。qmr= kpV7 .物質(zhì)的總能量由哪幾部分組成？總能量E=E內(nèi)能+E動能+E位能+E靜壓能8 . 什么是封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)？開放系統(tǒng)：流體攜帶能量進(jìn)出系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界沒有物質(zhì)交換，只有能量交換。第三章流體流動1. 用圓管道輸送水，流量增加一倍，若流速不變或管徑不變，則管徑或流速如何變化？管徑變?yōu)樵瓉淼母柖?，流速增加一倍?. 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？單

11、位質(zhì)量流體具有的動能、位能與靜壓能之差的和等于流體輸送過程中產(chǎn)生的熱與內(nèi)能之和。適用條件是連續(xù)，均質(zhì)， 不可壓縮，處于穩(wěn)態(tài)流動的流體。3. 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?？其宏觀表現(xiàn)形式是什么？熱和內(nèi)能，宏觀表現(xiàn)形式是流體溫度升高4 .如何確定流體輸送管路系統(tǒng)所需要的輸送機(jī)械的功率？Ne=Weqm5 .簡述層流和湍流的流態(tài)特征？層流：處于管內(nèi)不同徑向位置的流體微團(tuán)各自以確定的速度沿軸向分層運(yùn)動，層間流體互不摻混，不存在徑向流速。 Re<2000湍 流：各層流體相互摻混，流體微團(tuán)以較高的頻率發(fā)生各個(gè)方向的脈動。Re>20006 .流體流動時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是什么？質(zhì)

12、點(diǎn)脈動。7 .什么情況下可用牛頓粘性定律計(jì)算剪切應(yīng)力？牛頓型流體有哪些？流體呈層 流流動的情況。水，空氣，汽油，煤油，甲苯，乙醇等。8 .簡述溫度和壓力對液體和氣體黏度的影響？氣體的黏度隨壓力的升高而增加，低密度氣體和液體的黏度隨壓力變化較小，2 一股可以忽略。對于液件，當(dāng)溫度升 Umi A 2Um2 A2 2高時(shí)，分子間距離增大，吸引力減小hf因面使黍就減??；對于維體卻慟高），分子運(yùn)動加快，動量交換頻繁，所以黏度增加。21 r9 .簡述湍流邊界層內(nèi)的流態(tài)以及流速分布和阻力特征？層流：u umax工 圓管u2層流的平均速度為最大速度的一半。 范寧公式：pf寸 阻力損失與流速成 d 2正比，摩擦

13、系數(shù)與雷諾數(shù)成反比。1湍流：u Umax 1 - ' （n值約為7）rO10 .管道內(nèi)局部阻力損失？1.突然擴(kuò)大：2.突然縮?。簈都用小管的流速計(jì)算得11 .流量計(jì)的種類及特點(diǎn)？變壓頭流量計(jì)：流道的截面積不變，而壓力隨流量的 變化而變化，因此也叫壓差式流量計(jì)，常見的有測速管，孔板流量計(jì)，文丘里流 量計(jì)。變截面流量計(jì)：壓力幾乎保持不變，流量變化時(shí)流道的截面積發(fā)生變化， 最常見的是轉(zhuǎn)子流量計(jì)。第四章熱量傳遞1 .熱量傳遞的方式？熱傳導(dǎo)，對流傳熱，輻射傳熱。2 .導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化，與什么因素有關(guān)？氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增高，液體（除水和甘油）導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而減小。純金屬隨溫度升高

14、而減小， 合金相反。晶體隨溫度升高而減小，非晶體相反。非金屬中石墨的導(dǎo)熱系數(shù)最高， 液體中水的最高。導(dǎo)熱系數(shù)人與物質(zhì)的種類，溫度和壓力有關(guān)。公式：單位：W/（m K）3 .對流傳熱速率的影響因素？(1)物性特征：流體的密度或比熱容 Cp越大，流體與壁面間的傳熱速率越大； 導(dǎo)熱系數(shù)越大，熱量傳遞越快；流體的黏度越大，越不利于流動，會削弱與壁面 的傳熱。(2)幾何特征：固體壁面的形狀，尺度，方位，粗糙度，是否處于管道 進(jìn)口段以及是彎管還是直管等(3)流動起因，流動狀態(tài)，有無相變化，流體對 流方式第五章質(zhì)量傳遞1 .傳質(zhì)機(jī)理？分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，又稱分子傳質(zhì)和渦流傳質(zhì)。2 .常見的傳質(zhì)過程？吸收與吹

15、脫，萃取，吸附，離子交換，膜分離。3 .虛擬膜層的定義及意義？將層流底層內(nèi)的濃度梯度線段延長， 并與湍流核心區(qū) 的濃度梯度線相交于G點(diǎn)，G點(diǎn)與界面的垂直距離稱為有效膜層，又稱虛擬膜層。 意義：這樣一來，就可以認(rèn)為由流體主體到界面的擴(kuò)散相當(dāng)于通過厚度為 1G的 虛擬膜層的分子擴(kuò)散，把全部的傳質(zhì)阻力看成集中在虛擬膜層， 于是就可以用分 子擴(kuò)散速率方程描述對流擴(kuò)散。對流傳質(zhì)速率方程：第六章沉降1 .重力沉降與離心沉降的區(qū)別？前者的動力是重力，沉降方向向下，沉降速度是 恒定的，加速度是重力加速度；后者的動力是離心力，沉降方向向外，沉降速度 與半徑有關(guān)，是變化的，加速度是離心加速度。離心沉降速度在數(shù)值上

16、遠(yuǎn)大于重 力沉降速度，對于細(xì)小顆粒以及密度與流體相近的顆粒的分離，利用離心沉降要比重力沉降有效的多。與重力沉降速度相比，離心沉降速度可以提高的倍數(shù)取決 于離心加速度與重力加速度的比值。2 .沉降速度的計(jì)算方法？試差法、摩擦數(shù)群法、無量綱判據(jù)K。3 .沉降分離的原理？將含有顆粒物的流體置于某種力場中，使顆粒物與連續(xù)相的 流體之間發(fā)生相對運(yùn)動，沉降到器壁、器底或其他沉積表面，從而實(shí)現(xiàn)顆粒物與 流體的分離。Na kc(CA,i Ca,o)4 .沉降類型？重力沉降、離心沉降、電沉降、慣性沉降、擴(kuò)散沉降。第七章過濾1. 過濾的分類？按過濾機(jī)理分：表面過濾、深層過濾；按促使流體流動的推動力分：重力過濾、真

17、空過濾、壓力差過濾、離心過濾。2. 表面過濾與深層過濾的比較？發(fā)生條件：表面過濾顆粒物濃度高、濾速慢、 濾餅易形成，深層過濾顆粒物濃度低、濾速快。過濾介質(zhì)：表面過濾織布或多孔固體， 過濾介質(zhì)的孔一半比顆粒物的粒徑小，深層過濾固體顆粒，過濾介質(zhì)層的孔隙大于顆粒物的粒徑。有效過濾介質(zhì)：表面過濾主要是濾餅，深層過濾主要是固體顆粒。實(shí)際應(yīng)用：表面過濾真空過濾機(jī)、板匡式壓濾機(jī)、慢濾池、袋濾器，深層過濾快濾池。兩者的聯(lián)系：表面過濾中濾餅的比阻和深層過濾中過濾介質(zhì)的比阻可用同一比阻公式求得。3. 恒壓過濾與恒速過濾的比較？過濾速度：恒壓過濾逐漸減小，恒速過濾不變。過濾壓差：恒壓過濾不變，恒速過濾逐漸增大。兩

18、者的聯(lián)系：環(huán)境工程中通常采用先恒速過濾，到一定階段后換成恒壓過濾的過濾方式。第八章 吸收1. 吸收的類型？按溶質(zhì)和吸收劑之間發(fā)生的作用：物理吸收和化學(xué)吸收；按混合氣體中被吸收組分的數(shù)目：單組分吸收和多組分吸收；按在吸收過程中溫度是否變化：等溫吸收和非等溫吸收2. 物理吸收和化學(xué)吸收的比較？物理吸收不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只存在相平衡，化學(xué)吸收在液相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相平衡和化學(xué)平衡共存；液膜控制的吸收過程采用化學(xué)吸收，氣膜控制的吸收過程采用物理吸收；化學(xué)吸收只能減小液膜傳質(zhì)阻力，因此物理吸收和化學(xué)吸收在氣膜中的傳質(zhì)情況相同。3. 雙膜理論？1. 相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)分別有一層虛擬的停滯氣膜和停滯液膜。溶質(zhì)分子以穩(wěn)態(tài)的分子擴(kuò)散連續(xù)通過這兩層膜。 2 在相界面處，氣、液兩相在瞬間即可達(dá)到平衡，界面上沒有傳質(zhì)阻力，溶質(zhì)在界面上兩相的組成存在平衡關(guān)系。3. 在膜層意外，氣、 液兩相流體都充分湍動，不存在濃度梯度，組成均一，沒有傳質(zhì)阻力；溶質(zhì)在每一相中的傳質(zhì)阻力都集中在虛擬的停滯膜內(nèi)。實(shí)質(zhì)： 雙