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2017年环境工程原理的知识点归纳总结

2017年环境工程原理的知识点归纳总结
2017年环境工程原理的知识点归纳总结

环境工程原理知识点归纳总结

一、填空题

1、从技术原理上看,环境污染控制技术可以分为隔离技术、分离技术和转化技术三大类。

2、环境污染控制技术中,转化技术是利用化学反应或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染物质得到净化与处理。

3、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化,称为稳态系统;当上述物理量不仅随位置变化,而其随时间变化时,则称为非稳态系统。

4、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化,称为稳态系统,其数学特征是α/αt=0。

5、当能量和物质都能够穿越系统的边界时,该系统称为开放系统;只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统称为封闭系统。

6、流体流动存在两种运动状态:层流和湍流,脉动是湍流流动资基本的特征。

7、雷诺数综合反映了流体的物理属性、流体的几何特征和流动速度对流体运动特征的影响,可用以判别流体的流动状态。

8、流动阻力指流体在运动过程中,边界物质施加于流体且与流动方向相反的一种作用力。阻力损失起因于粘性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物体前后压强差引起的形体阻力。

9、管道内局部阻力损失的计算一般采用两种方法,即阻力系数法和当量长度法。

10、以伯努利方程为基础的测量装置可分为变压头流量计和变截面流量计两大类,转子流量计就是后者中常见的一种。

11、热量传递主要有三种方式:热传导、对流传热和辐射传热。传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。

12、导热系数是物质的物理性质,气体的导热系数对温度的升高而增大,液体的导热系数对温度的升高而减小。

13、换热器传热过程的强化措施多从以下三方面考虑:增大传热面积、增大平均温差和提高传热系数。

14、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:迁移行为、附着行为、脱落行为。

15、重力场中颗粒的沉降过程受到重力、浮力和流体阻力的作用,当三者达到平衡时,颗粒以恒速作下沉运动,此时的速度称为沉降速度。

16、反映旋风分离器分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。

17、反应器一般主要有三种操作方式,即间歇操作、连续操作和半间歇或半连续操作。

18、反应器设计经常用到四类基本方程:反应动力学方程、连续方程、热量方程、动量方程。

19、单位时间单位体积反应层中某组分的反应量或生成量称为该组分的反应速率,有时可用反应物浓度减少到初始浓度的1/2时所需要的时间即半衰期来表达。20、反应器设计经常用到的基本方程主要基于质量恒定原理、能量守恒定律和动量守恒定律,它们都符合“输入=输出+消耗+累积”模式。

21、连续操作中一物料“微元”从反应器入口到出口经历的时间称为停留时间;单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量称为空间速度,单位为时间的倒数。

22、在实际的反应器中,物料的流动和混合状态十分复杂,为了便于分析和计算,常设想存在两种极端的理想流动状态:完全混合流 和平推流。

23、吸收操作本质上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程,所用的液体溶剂称为吸收剂,吸收后得到的溶液称为吸收液。

24、吸收操作本质上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程,混合气体中能显著溶于液体溶剂的组分称为溶质,吸收后的气体称为吸收尾气(或净化气)。

25、对于恒温恒容条件下的不可逆单一反应,零级反应的半衰期为t 1/2=C AO /2k , 一级反应的半衰期为t 1/2=0.693/k 。

二、知识点归纳

1、流体的密度v m =

ρ单位kg/m 3,单位质量流体所具有的体积,称为流体的比容ρυ1=单位是kg/m 3。

2、某液体的密度ρ与标准大气压4℃(277K )时纯水密度水ρ的比值,称为相对

密度,s 表示。流体的密度与温度和压力相关。温度对液体密度有一定的影响,温度升高,其密度下降。

3、流体内部任一点处均会受到周围流体对它的作用力,该力的方向总是与界面垂直称为压强,A

F p =单位Pa ,A 是流体的作用面积。 4、压力的表示方法,包括绝对真空:真空度=大气压力-绝对压力。

大气压力:表压力=绝对压力-大气压力。

当压力以表压或真空度表示时,应用括号注明,如未加注明,则视为绝对压力。

5、流量:流体在管内流动时,单位时间内流经管到任一界面的流体量,成为流体的流量。

用流体体积计量称为体积流量;qv 表示单位m 3/s 。

用流体质量计量称为质量流量,qm 表示单位kg/s 。

体积流量和质量流量的关系qm=qv ·ρ。

6、流速:单位时间内流体在流动方向上所留过的距离,称为流体的流速,以u 表示单位m/S ,A

qv u =,A 流通截面积。 u

4qv d π=,d 是管道内径,m

7、流体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度随温度升高而增大。压力变化时,液体的粘度基本不变,气体的粘度随压力的增加而增加。

8、若将液柱的上端面取在容器的液面上,设液面上方的压力为p 0,液柱上下端

面距离为h ,作用于下端的压力为p ,则p=p 0+ρgh

9、静力学基本方程式的讨论:

当溶液面上方的压力p 0一定时,精致液体内部任一点压力p 的大小与液体本

身的密度ρ和该点距液面的深度h 有关。通常将压力相等的水平面称为等压面;

当液面上方的压力p 0变化时,液体内部各点的压力p 也发生相应的变化;

h g

p -p 0=ρ 10、压力的测量常见的有U 形管压差计、倒U 形管差计、双液柱微差计和斜管压差计。

11、在流体流动过程中,任一截面上流体的压力、流量、流速等流动参数只与位置有关,而不随时间变化,像这种流动参数只与空间位置有关而与时间无关的流动,称为稳定流动。

12、流体在流动时任一截面上的压力、力量、流速等流动参数不及与位置有关,而且与时间有关,像这种流动参数既与空间位置有关又与时间有关的流动,称为不稳定流动。

13、连续性方程:当流体在流动系统中做稳定流动时,根据质量守恒定律,没单位时间内通过流动系统任一截面的流体质量(质量流量)都应相等,这就是流体流动时的质量守恒。则物料衡算式qm 1=qm 2

因ρuA qm =故222111A u A u qm ρρ==2

4d A π= 14、流体本身具有的能量

(1)内能呢哦能是贮存于物质内部的能量,指物体内部如分子、原子、电子等所含能量总和,其数量的大小取决于流体的状态,因此与流体的温度有关,压力的影响一般忽略。单位质量(1kg )立体的内能用U 表示,单位j/kg 。

(2)位能位能是流体储于地球重力场中具有的能量。若质量为m 的立体与基准水平的垂直距离为z ,则未能等于质量为m 的泪流体在重力场中自基准水平面升举刀高度为z 时所作的功即位能=mgz 1kg 流体的位能则为)(j/kg gz m

mgz =。15、系统与外界交换的能量:(1)功(2)热(3)损失流量。

16、对于稳定流动系统,系统内的能量积累为零,所以按照能量守恒,得∑+++=+++f 2

222e 211

1h u 2

1p gz W u 21p gz ρρ 17、伯努利方程的讨论:

(1)理想流体的伯努利

流体流动时不产生流动阻力,则流体的能量损失∑=0h f ,这种流体称为理

想流体,这种流体在稳定流动过程中无外功加入(W e =0)则:

2

2222111u 21p gz u 21p gz ++=++ρρ

(2)静止流体伯努利方程

流体是静止的,则u1=u2=0,

∑=0h f ,若无外功加入W e =0,则:

ρρ2211p gz p gz +=+ 整理得gh p z -z g p p 12112ρρ+=+=)(

(3)可压缩流体伯努利方程

流体密度ρ应以两截面间流体的平均密度ρm 来代替。4.以单位重量流体计算基准的伯努利方程g

h u 2g 1g p z g W u 2g 1g p z f 2222e 2111∑+++=+++ρρ 令g

h H g W H f f e e ∑==, 则f 2222e 2111H u 2g 1g p z H u 2g 1g p z +++=+++ρρ H e 流体所获得的外加功H f 能量损失

18、伯努利方程应用:

(1)作图与确定衡算范围

(2)截面的选取

(3)基准水平面的选取

(4)单位必须统一

应用举例:

(1)确定管道中流体流量

(2)确定设备的相对位置

(3)确定设备的有效功率

(4)确定管路中流体的压力

19、流体的两种流动类型:(1)层流(2)湍流

20、流体流动形态的判断:

(1)雷诺数μρ

du R e =

(2)流体形态的判断:

当R e <2000时,流体的流动形态在层流;

让R e >4000时,流动为稳定的湍流;

当R e =2000~4000时,不能确定流动时层流还是湍流,即可能是层流也可能

是湍流,为过渡状态。就湍流而言,R e 越大,流体湍流程度越剧烈,流体中的漩

涡和流体质点的随机运动就越剧烈。

21、直径d 的确定方法通常用当量直径d e 表示,即:润湿周边长度

流通截面积?=

4d e

22、离心泵是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力对液体做工的流体运输机械。

23、离心泵的主要构件有叶轮、泵壳和轴封,有些还有导轮等。

泵壳上有两个接口,一个轴向接吸入管,一个在切向接排出管在吸入管口装有一个单向底阀,在排出关口装有一个调节阀,用来调节流量。

叶轮是离心泵的核心部件,功能是将原动机械的机械能传给液体,使液体的动能和静压能均有所增加。

根据叶轮是否有盖板可以将叶轮分为三种形式,即开式、半开式和闭式(有前盖,效率最大)。

根据叶轮的吸液方式可以将叶轮分为两种即单吸式叶轮与双吸式叶轮。叶轮上的叶片有前弯叶片,径向叶片和后弯叶片三种。

泵壳:使叶轮与泵壳之间的流动通道沿着叶轮旋转的方向逐渐增大并将液体导向排出管。

导轮带有前弯叶片,叶片见逐渐扩大的通道使进入泵壳的液体的流动方向逐渐改变,从而减少了能量损失,使动能向静压能的转换更加有效彻底,导轮也是一个转能装置。

轴封装置为了防止泵内液体沿空隙漏出泵外或空气沿相反方向进入泵内。常见的密封方式有两种即填料函密封和机械密封。

24、离心泵的工作原理:

在离心力的作用下液体被迫从叶轮中心向叶轮外缘运动,吸入口因液体空出而程负压态,这样在吸入管两端就形成了一定的压差,即吸入液面压力与泵吸入口压力之差,只要压差过大,液体就会被吸入泵体内这就是离心泵的吸液原理;被叶轮甩出的液体,在从中心向外缘运动的过程中,动能与静压能均增加了,流体进入泵壳后,泵壳内逐渐增大的蜗形通道既有利于减少阻力损失,又有利于部分动能转化为静压能,达到泵出口时压力里达到最大,禹是液体被压出离心泵,之就是离心泵的排液原理。

因为泵体内充满气体而造成离心泵不能吸液(空转)的现象称为气缚现象

离心泵的主要性能参数有送液能力,扬程、功率和效率等。离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量,称为设计流量或额定流量。离心泵铭牌上的扬程是离心泵的额定流量下的扬程。离心泵的扬程与被输送液体的升扬高度(被输送液体在输送过程被提升的高度)是不同的,前者是泵做功,后者由输送人物决定的几何高度。离心泵铭牌上的轴功率是离心泵在最高效率下的轴功率。离心泵铭牌上列出的效率是一定转速下的最高效率。

离心泵的特性曲线:

(1)扬程—流量曲线扬程随流量的增加而减少

(2)轴功率—流量曲线轴功率随流量的增加而增加

(3)效率—流量曲线离心泵在流量为零时,效率为零,随着流量的增加,效率也增加,当流量增加到某一数值后,在增加效率会下降。

性能曲线是在293K和98.1kPa下以清水作为介质测定的。

被输送液体在泵体内气化在液化而造成离心泵不能正常工作的现象叫做离心泵的气蚀现象。

气蚀的危害:发生气蚀时会产生噪声和引起震动,流量、扬程及效率均会迅速下降,严重时不能吸液。避免气蚀的方法就是研制泵的安装高度。

离心泵的工作点是泵的特性曲线和管路提醒曲线的交点M。

离心泵的流量调节方法:

(1)通过阀门调节:改变泵出口阀门的开度

(2)改变转速

(3)改变叶轮直径

离心泵的操作要点:

(1)灌泵:启动前,使泵体内充满被输送液体的操作,用来避免气缚现象

(2)预热

(3)盘车

(4)开车:开车时,要先关闭出口阀,在起动电机。注意,关闭出口阀运转的时间应尽可能短,以免泵内液体因摩擦而发热发生气蚀现象。

(5)调节流量 缓慢的打开出口阀,调节到指定流量

(6)检查

(7)停车:停车时,要先关闭出口阀,在关电机,一面高压倒灌,造成叶轮反转。

往复泵有自吸作用,因此不需要灌泵。操作顺序先打开空阀、进口阀、出口阀及旁阀等在启动电机。

齿轮泵适应输送高粘度及膏状液体。

25、沉降与过滤是分离非均相物系常用的两种操作。混合物可分为两大类即均相混合物和非均相混合物。

沉操作时靠重力的作用,利用分离物质与分散介质的密度差异,使之发生相对运动而分离的过程,在重力的作用下,发生的沉降过程成为重力沉降。 沉降速度公式:μ

ρρ18g -d u s 2t )(= 计算自由沉降速度的公式有两个条件:

意识容器的尺寸远远大于颗粒的尺寸,否则器璧会对颗粒的沉降有明显的阻滞作用;

二是颗粒不可过分细小,否则由于流体分子的碰撞将使颗粒发生布朗运动。 沉降速度的计算:

1.试差法

2.用无量纲数群K 值判断流型18K 18g -d R 3

2s 3et ==μ

ρρρ)( 则:1/3

2s

g -d K ??????=μρρρ)(K 大于2.62小于69.1沉降在过渡区。R e <1在滞流区。 颗粒沉降而分离出的条件是t

t u H u l =≥或θθ整理得t blu qv = 26、降尘室特点结构简单流动阻力小但体积庞大属于低效率设备。

在滞留沉降区,同一颗粒在同介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值为 K c 就是粒子所在位置的惯性离心力场强度与重力场强度之比称为离心分离因

数。

标准旋风分离器主题上部为圆筒形,下部为圆锥形。工作过程:含尘气体由圆筒上部的进气管沿切向进入,受器壁的结束乡下螺旋运动。在惯性离心作用下,

颗粒被抛向器璧与气流分离,在沿着壁面落至锥底的排灰口。净化后的气体在中心轴附近范围内有下而上作螺旋运动,最后由顶部排气管排出。

临界粒径:所谓临界粒径是指理论上的旋风分离器中能完全分离迟来的最小颗粒直径用d c 表示。临界粒径是判断分离效率高低的重要参数:临界粒径愈小,

说明旋风分离器的分离效率愈高。分离效率随旋风分离器尺寸加大而减小。

分离效率有两种表示方法:

一是总效率0η是指进入旋风分离器的全部颗粒中被分离力下来的颗粒的质量分数即100%c c -c 0?=入

出入η; 二是粒子效率p η是指定径粒d 的颗粒被分离下来的质量分数则:

100%c c -c 1i

2i 1i pi ?=ηi 指在第i 段范围的颗粒。 d 50是粒级效率恰好是50%的颗粒直径称为分割直径。

旋风分离器形式、确定其主要尺寸的依据有三个方面:

一是含尘气体的处理量(生产能力);

二是允许的压强降;

三是要求达到分离效率。

27、过滤是在外力作用下,使悬浮液重的液体通过多孔介质的孔道,而固体颗粒被截留在介质上。从而实现固、液分离操作。

根据滤饼的颗粒特性将滤饼分为不可压缩和可压缩两类。

过滤通过饼层的流动特性的特点:

(1)由于构成饼层的颗粒尺寸通常很小,形成的滤液通道不仅细小曲折,而且互相交联,形成不规则的网状结构;

(2)随着过滤操作的进行,滤饼厚度不断增加而使流动阻力逐渐增大,因而过滤属于不稳定操作;

(3)细小而密集的颗粒层提供了很大的液固接触表面,对滤液的流动产生很大阻力,流速很小,滤液通过饼层的流动多属于滞留流动的范围。

28、利用气体混合物中各组分在同一液体(溶剂)中溶解度差异分离混合物的操作称为气体吸收。

采用吸收操作实现气体混合物的分离必须解决下列问题:

(1)选择合适的溶剂,使之能选择性地溶解某个(或某些)被分离组分;

(2)提供适当的传质设备以实现气液两相的接触,使被分离组分得以自气相转移至液相(吸收)或相反(解吸);

(3)溶质再生,即脱除溶解于其中的被分离组分以便循环使用。

吸收操作通常有以下几种分类方法:

(1)物理吸收与化学吸收

(2)单组分吸收与多组分吸收

(3)等温吸收与非等温吸收

(4)地组成吸收与高组成吸收。

29、不同气体在不同温度下,在水中平衡溶解度的曲线可知:

(1)不同性质的气体在同一温度和分压条件下,溶解度各不相同;

(2)气体的溶解度与温度有关,一般来说谁这温度升高溶解度下降;

(3)温度一定时,溶解度随溶质分压升高而增大,在吸收系统中,增大气相总压,组分的分呀会升高,溶解度也会随之加大。

30、亨利定律:

(1)当液相组成用摩尔分数表示则液相上方气体中溶质的分压与其在液相中的摩尔分数之间关系是x e E p = E 随物系特性及温度而变,难容气体的E 值很大,易容气体的E 值很小;

(2)若溶质在气相与液相的组成分别用摩尔分数y 及x 表示即y e =mx , m

大溶解度小难容温度上升m 上升压强上升m 下降;

(3)若用体积摩尔浓度c 表示溶质在液相中的组成即H

c p e =,H 大溶解度大易容温度上升H 下降;

(4)在吸收计算中,为了方便起见常采用摩尔比Y 及X 分别表示气、液两相的组成,摩尔比的定义是x -1x X ==液相中溶剂的物质的量液相中溶质的物质的量,y

-1y Y ==的量气相中惰性组成的物质气相中溶质的物质的量当溶液很稀时,平衡关系可及时表示为mX Y e =。

31相平衡与吸收过程的关系:

(1)判别过程的方向

(2)指明过程的极限

(3)计算过程的推动力。

32、气相、液相吸收过程两相间的物质是如何传递的,它的步骤:

(1)溶质由气相主体传递到相界面,即气相内物质传递;

(2)溶质在界面上溶解,由气相转入液相,即界面上发生溶解过程;

(3)溶质自界面被传递到液相主体,即液相内物质传递。

33、分子扩散:由分子无规则热运动而引起的物质传递现象。

对流扩散:在湍流主体中,凭借流体质点的湍动于漩涡而引起的物质传递现象称为涡流现象。

对流扩散指的是湍流主体与相界面的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总和。

对流扩散不仅靠分子本身的扩散作用,还借助主流流体的携带作用。

对流扩散速率比分子扩散速率大得多,对流扩散速率主要取决于流体的湍流程度。

34、双膜理论的基本论点:

(1)相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一有效滞流膜层,分别称为气膜、液膜。吸收质以分子扩散的方式通过此二膜层;

(2)在相界面外,气液两相达到平衡

(3)在膜层以外的气、液两相中心区,由于流体充分湍流,吸收质浓度是均匀的,即亮相中心区浓度梯度皆为零,全部浓度变化几种在两相有效膜内。

35、对于易溶气体,吸收速率主要取决于气膜阻力,液膜阻力可以忽略。该吸收过程为气膜控制。相反,难溶气体则可以忽略气膜阻力,而只考虑液膜阻力,吸收过程为液膜控制。介入易溶与难溶之间的气体,吸收过程为双膜控制。

36、在塔内任一截面上,溶质在气相中德实际浓度总是高于其接触的液相平衡浓度,所以吸收操作线必位于平衡线上方。反之,若操作线位于平衡线下方,则进行解吸(脱吸)过程。

37、操作线的斜率L/V 称为“液气比”,是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值。它反映单位气体处理量的溶剂耗用量大小。

在此V 值应经确定,故减少溶剂用量L ,操作线的斜率就要变小,点B 便沿水平线Y=Y`向右移动,其结果是使出塔吸收液的浓度加大,而吸收推动力相应

减小。若溶剂用量减小到恰使点B 一至Y=Y`与平衡线的检点B *时,X 1=X e1.意即塔

底流出的吸收液与刚进它的混合气达到平衡,这是理论上吸收液所能达到的很高浓度,但此时过程的推动力已变为零,因而需要无限大的相际传质面积。

38、吸收剂的入口条件包括流量L 、温度T 、含量X 2三大要素。

增大溶剂用量,操作线斜率增大,出口气体含量下降,平均推动力增大; 降低溶剂温度,气体溶解度增大,平衡常数减小,平衡线下移,平均推动力增大;

降低溶剂入口含量,液相入口处推动力增大,全塔平均推动力亦随之增大。

39、解吸方法:

(1)气提解吸

(2)减压解吸

(3)加热解吸

(4)加热-减压解吸。

40、在工程上往往是先升温再就爱你呀至常压,最后再采用气提法解吸。 Vm

L A 称为吸收因子,它是操作线斜率与平衡线斜率的比值,无量纲。 填料吸收塔中德填料可分为两大类:整砌(规则排列)填料和乱堆(散装)填料。

41、选择吸收剂考虑以下方面:

(1)溶解度要大,以提高吸收速度并减少吸收剂的用量;

(2)选择性要好,对溶质组分以外其他组分的溶解度要很低或基本不吸收;

(3)挥发度要低,以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失;

(4)操作温度下吸收剂应具有较低的粘度,且不易产生泡沫,以实现吸收塔内良好的气流接触状况;

(5)对设备腐蚀性小或无腐蚀性,尽可能无毒;

(6)另外要考虑价廉、易得、化学稳定性好,便于再生,不易燃烧等经济和安全因素。

42、吸附是利用某些多孔性固体具有能够从流体混合物中选择性地在其表面上凝聚一定的能力,使混合物中各组分分离的过程。

吸附可分为物理吸附与化学吸附。

物理吸附特征为:

(1)吸附质和吸附剂间不发生化学反应,低温就能进行;

(2)吸附一般没有选择性,对各物质说,只不过是分子间力的大小不同,与吸附剂分子间力大的物质首先被吸附;

(3)吸附为芳儿反应,因此低温有利于吸附,吸附过程所放出的热量称为该物质在此吸附表面上的吸附热;

(4)吸附剂与吸附质间的吸附力不强,当系统温度升高或流体中吸附质浓度(或分压)降低时,吸附质能很容易地从固体表面逸出,而不改变吸附质原来性状;

(5)吸附速率快,几乎不要活化能。

化学吸附特征为:

(1)吸附有很强的选择性,仅能吸附参与化学反应的某些物质;

(2)吸附速率较慢,需要一定的活化能,达到吸附平衡需要的时间长;

(3)升高温度可以提高吸附效率,宜在较高温度下进行。

43、再生方法有加热解吸再生、降压或真空解吸再生、置换再生、溶剂萃取再生、化学氧化(生物)再生。

44、吸附剂的基本特征:

1.大得比表面积;

2.具有良好的选择性;

3.吸附容量大;

4.具有良好的机械强度和均匀的颗粒尺寸;

5.有良好的热稳定性及活血稳定性;

6.有良好的再生性能。

45、影响吸附的因素:

1.操作条件(低温有利于物理吸附,升温有利于化学吸附。温度对气相吸附的影响比对液相吸附的影响大。对于气体吸附,压力增加有利于吸附,压力降低有利于解吸。);

2.吸附剂的性质;

3.吸附质的性质与浓度(相对分子质量越大、分支极性越强、溶解度越小,越易被吸附。吸附质浓度越高,吸附量越少。);

4.吸附剂的活性;

5.接触时间;

6.吸附剂的性能。

46、溶质的溶解度越小,吸附量越大;温度越高,吸附量越低。

47、通常吸附质被吸附剂吸附的过程分三步:

1.吸附质从流体主体通过吸附剂颗粒周围的滞流膜层以分子扩散与对流扩散的形式传递到吸附剂颗粒的外表面,成为外扩散过程;

2.吸附质从吸附剂颗粒在外表面通过颗粒上的微孔扩散进入颗粒内部,到达颗粒的内部表面,称为内扩散过程;

3.在吸附剂的内表面上吸附质被吸附剂吸附,称为表面吸附过程。

48、液-液萃取是分离均相液体混合物的一种单元操作,又称溶剂萃取,简称萃取或抽提,它是利用液体混合物中各组分在所选定的溶剂中溶解度的差异而使各族组分分离的操作。

完整的液-液萃取过程可分为:

1.原料液与萃取剂充分混合,使溶质由原溶剂中转溶到萃取剂中;

2.萃取相和萃余相的分离;

3.回收萃取相和萃余相中的萃取剂,使之循环使用,同时到的产品。 萃取操作的特点:

1.萃取分离液体混合物的依据是利用混合物中各组分在萃取剂中放入溶解度的差异;

2.萃取过程本身并未直接完成分离任务,而是将较难分离的液体混合物,借助萃取剂的作用,转化为较易分离的液体混合物;

3.萃取过程是溶质从一个液相转移到另一个液相的相际传质的过程,所以要求两相必须具有一定的密度差,以利于相对流动与分层。

按原料液和萃取剂的接触方式分两类:单级式接触萃取和连续性接触萃取。 三角形相图:

xA 、xB 、xS 表示溶质A 、原溶剂B 和萃取剂S 的质量分数。

三角形的三个顶点分别表示三个纯组分习惯上以三角形上方顶点A 表示纯溶质,三角形左下方顶点B 表示纯原溶剂,右下方顶点表示纯萃取剂S 。

三角形中任一条边上的任一点,表示该边两端点所代表的组分所组成的二元混合液,不含第三组分。三角形内任意点代表一个三元混合液。

萃取操作中各组分的互溶性,可将三元物质分为以下三种情况:

1.溶质A 可完全溶于B 及S ,但B 与S 不互溶;

2.溶质A 可完全溶于B 及S ,但B 与S 为部分互溶;

3.溶质A 可完全溶于B ,但A 与S 、B 与S 为部分互溶。

溶解度曲线将三角形分为两个区域,曲线以内的区域为两相区,只要三元物质的组成点落在此区域内,混合液分成两个液相;曲线以外的区域为均相区(或单相区),在此区域内的混合液为一均匀的液相。

49、分配系数k A 表示了溶质在两个平衡液相中的分配关系。k A 值越大,萃取分离

的效果越好。

50、互溶度对萃取操作的影响:

通常物系的温度升高,B 与S 互溶度增加,反之减小。

温度明显地影响溶解度曲线的形状、联结线的斜率和两相区面积,从而也影响分配系数的大小和分配曲线的形状。

一般来说,温度降低对萃取过程有利。但是温度的变化还是将引起物系其他物理性质(密度、粘度)的变化,故萃取操作温度应作适当的选择。互溶度越小,可能达到的最高萃取液浓度越大,越有利于萃取分离,可见,选择与原溶质B 互溶度小的萃取剂,分离效果好。

萃取剂的选择应从以下几个方面考虑:

(1)萃取剂的选择性及选择性系数βB

A B A x x y y =β 整理得B A k k =β β>1说明锁获得的萃取相重溶质溶度较萃余相重的高,即祖坟A 、B 得到了一定还程度的分离;

β=1说明经萃取后溶质A 与原溶质B 两组成之比未发生变化即达不到分离的目的,所选择的萃取剂是不适宜的。

选择性系数β为祖芬A 、B 的分配系数之比,k A 值越大,k B 值越小,选择性系

数 酒越大,组分A、B的分离也就越容易,相应的萃取剂的选择性也就越好

(2)萃取剂与原溶剂的互溶度

(3)萃取剂回收的难易及经济

(4)萃取剂的物理性质

环境工程原理考试重点

环境工程原理考试要点(待完善版) 类型: 一:填空(15分) 二:名词解释(15分) 5个 三:简答题(20分) 4个 四:计算题(50分) 4个 一:填空(15分)因为老师没给,只说了简单所以不好说(下面的仅供参考)

二:名词解释(15分) 5个 16选5 1、球形度:它是表征球形颗粒的形状与球形颗粒的差异程度, 又称为形状系数。 2、干扰沉降:在流体中,如果流体的分率较高,颗粒之间有显 著的相互作用,容器壁面对颗粒沉降的影响也不 可忽,此种沉降称为干扰沉降。

3、分离因数:将同一颗粒在同一种流体中的离心沉降速度与重 力沉降速度的比称为分离因数。 4、分割颗径:粒级效率正好为50%的颗粒直径,称为分割粒径。 5、深层过滤:是指流体中的固体颗粒被过滤介质内部的空隙拦 截在介质的微孔流道内,固体颗粒不形成滤饼。 6、固体流态化:是指将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中, 并在流体作用下使颗粒作翻滚运动,类似于液 体的沸腾状态。 7、傅里叶定律:内涵为通过等温面的导热速率与温度梯度和传 热面积成正比,即(P136)。 8、热导率:单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比 例系数 9、对流传热系数:在对流传热过程中由牛顿冷却定律定义热流 密度q与ΔT成正比。 10、菲克定律:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面 积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正 比,即。 11、漂流因子:总体流动对传质速率的影响程度,表达式为 P/PBMm。(P212) 12、双膜理论:双模理论基于双模模型,他复杂的的对流传质 过程描述为吸收质以分子扩散形式通过两个串

2020年智慧树知道网课《环境工程原理》课后章节测试满分答案

第一章测试 1 【判断题】(100分) 本门课程的名称是《环境工程原理》吗? A. 错 B. 对 第二章测试 1 【单选题】(5分) 将此物理量换算为SI单位:某物质的比定压热容c p=0.24BTU/(lb·℉)=() A. 1.005kJ/(kg·m) B. 1.005kJ/(kg·℃) C. 1.005kg/(kJ·℃) D. 5.965kJ/(kg·℃) 2

【单选题】(5分) 将此物理量换算为SI单位:质量1.5kgf·s2=() A. 14.7kg B. 24.5kg·m C. 14.7kg·m D. 24.5kg 3 【单选题】(5分) 将此物理量换算为SI单位:表面张力70dyn/cm=() A. 1.58N/m B. 1.58N·m C. 0.074N·m D. 0.074N/m 4 【单选题】(5分)

某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6(体积分数),在1.013×105Pa、25℃下,用ug/m 3表示该浓度为()ug/m3。 A. 89.45 B. 195.6 C. 157.05 D. 23.65 5 【单选题】(5分) 某一段河流上游流量为36000m3/d,河水中污染物的浓度为3.0mg/L。有一支流流量为1 0000m3/d,其中污染物浓度为30mg/L。假设完全混合。求每天有()kg污染物质通过下游某一监测点。 A. 258.7 B. 599.65 C. 408.02 D. 8.87

6 【单选题】(5分) 某河流的流量为3.0m3/s,有一条流量为0.05m3/s的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况,在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出,溪水中示踪剂的最低浓度是()mg/L,需加入示踪剂的质量流量是()g/s。假设原河水和小溪中不含示踪剂。 A. 60;3 B. 61;10.9 C. 61;3.05 D. 0.1525;0.0076 7 【单选题】(5分) 有一个总功率为1000MW的核反应堆,其中2/3的能量被冷却水带走,不考虑其他能量损失。冷却水来自于当地的一条河流,河水的流量为100m3/s,水温为20℃。如果水温只允许上升10℃,冷却水需要()m3/s的流量。 A. 5.26 B. 15.94 C. 159.5 D. 25.26

清华大学环境工程原理(分离过程原理)期末试卷(环3)

环3 《环境工程原理》——分离过程原理试题 班级:姓名:学号: 一、问答题(每题6分,共30分): (1)在过滤过程中,滤饼层的可压缩性通常用什么参数来表示?试分析说明滤饼层为不可压缩 和可压缩两种情况时,增加过滤压差对过滤速度的影响。 (2)试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。 (3)试说明反渗透膜材质是如何影响膜的截留率的? (4)空气中含有SO2和CH4两种气体,其分压相同,试判断哪种污染物更易被水吸收?为什么? (5)采用活性炭吸附某含酚废水,当采用单级吸附饱和后,将饱和后的活性炭填充到固定床中, 从顶部通入同样浓度的含酚废水,问活性炭是否还能吸附酚?为什么? 二、采用转筒离心机分离悬浊液中的固体颗粒,已知颗粒直径为50μm,颗粒密度为6600kg/m3,悬浊液密度为1000kg/m3,黏度为1.2×10-3Pa·s,转筒尺寸为h=500mm, r1=50mm, r2=100mm, 离心机转速为250r/min。(20分) (1)求离心机完全去除固体颗粒时的最大悬浊液处理量。 (2)如果改用直径D与离心机相同的旋流分离器处理该悬浊液,假设进液口宽度B=D/4,液体 在旋流分离器中的旋转圈数为5,采用什么样的操作条件,才能使旋流分离器的分离效率与离心机相同。 三、对某有害气体采用吸收法处理,已知气液两相的相平衡关系为y*=1.2x。假设气体中溶质摩尔分数为0.3,吸收剂中的溶质摩尔分数为0.01,液气比为2。(25分) (1)采用逆流操作时,请画出操作线和平衡线的关系示意图。假设气体出口处气体中溶质摩尔 分数为0.02,计算气体进口和出口处的推动力。 (2)采用并流操作(气体和吸收剂均从塔底部进入)时,请画出操作线和平衡线的关系示意图。 如果同样要求气体出口处气体中溶质摩尔分数达到0.02,问是否能够达到要求?气体中溶质摩尔分数最低能达到多少? (3)在上述并流操作条件下,如果要使气体出口处气体中溶质摩尔分数达到0.02,应如何调整 操作参数?请通过计算说明。 四、采用萃取法处理含酚废水。已知待处理的含酚废水体积为10L, 密度为1000 kg/m3,废水中的酚浓度为100 mg/L,要求萃取后废水中酚浓度达到15mg/L以下。假设酚的分配系数为15,并不随溶液组成而变化。(25分) (1)采用单级萃取时,问需要添加多少kg的萃取剂? (2)将单级萃取后的萃取相与同样体积和同样浓度的含酚废水再次接触进行萃取操作,问废水 中的酚浓度可以降低到多少?并请画出操作线和平衡线的关系示意图。 (3)重复(2)的操作,求最终得到的萃取相中酚的最大浓度为多少?

环境工程原理 重点 整理

第七章 过滤分类:1、按过滤机理分:表面过滤和深层过滤;2、按促使流体流动的推动力分:重力过滤、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。 表面过滤(滤饼过滤):常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层易形成的情况下 深层过滤:常发生在滤料内部、固体颗粒物浓度稀的情况下。它是利用过滤介质间的间隙进行过滤的过程。 过滤比阻是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力 目数:泰勒标准筛系列的各个筛以筛网上每英寸长度的孔数为其筛号,也称目数。 过滤水头损失曲线偏离理想曲线的原因在滤料表面有悬浮物沉积,造成表面的堵塞 可压缩滤饼:S=0.2~0.8 不可压缩滤饼:S=0 第八章 1.吸收:吸收是根据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度(或化学反应活性) 的不同,而将气体混合物分离的操作过程。 2.吸收的类型:按溶质和吸收剂之间发生的作用分:物理吸收和化学吸收;按混合气体中 被吸收组分的数目分:单组分吸收和多组分吸收;按在吸收过程中温度是否变化分:等温吸收和非等温吸收。在这些吸收过程中,单组分的等温物理吸收过程是最简单的吸收过程,也是其他吸收过程的基础。 3.溶质在气、液两相间的平衡关系就决定了溶质在相间传质过程的方向、极限以及传质推 动力的大小,是研究吸收传质过程的基础。 4.气-液平衡:在一定的条件(温度、压力等)下,气相溶质与液相吸收剂接触,溶质不 断地溶解在吸收剂中,同时溶解在吸收剂中的溶质也在向气相挥发。随着气相中溶质分压的不断减小,吸收剂中溶质浓度的不断增加,气相溶质向吸收剂的溶解速率与溶质从吸收剂向气相的挥发速率趋于相等,即气相中溶质的分压和液相中溶质的浓度都不再变化,保持恒定。此时的状态为气、液两相达到动态平衡状态。 5.亨利定律:在稀溶液条件下,温度一定,总压不大时,气体溶质的平衡分压和溶解度成 正比,其相平衡曲线是一条通过原点的直线,这一关系称为亨利定律。 6.亨利定律三种形式和三者的关系:1)PA*=EXa,PA*——溶质A在气相中的平衡分压, Pa;XA——溶质A在液相中的摩尔分数;E——亨利系数,Pa。2)PA*=CA/H,H——溶解度系数,kmol/(m3.Pa).3)yA*=mxA,yA——与溶质平衡的气相中的溶质的摩尔分数,m——相平衡常数,无量纲。三者系数的关系:E=mp E=c0/H,c0——液相总物质的量的浓度,kmol/m3 (P270可能有补充) 7.吸收过程的机理:吸收过程是一种典型的溶质由气相向液相的两相传递过程,这个过程 可以分解为以下3个基本步骤:1、溶质由气相主体传递至气、液两相界面的气相一侧,即气相内的传递;2、溶质在两相界面由气相溶解于液相,即相际传递;3、溶质由相界面的液相一侧传递至液相主体,即液相内的传递。 8.双膜理论:1、相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面,界面两侧分别有一 层虚拟的停滞气膜和停滞液膜。溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜。2、在相界面处,气、液两相在瞬间即可达到平衡,界面上没有传质阻力,溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。3、在膜层以外,气、液两相流体都充分湍动,不存在浓度梯度,组成均一,没有传质阻力;溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。(示意图在P274的图8.2.2)

环境工程原理知识点总结

第II篇思考题 第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么? 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是:利用隔离、分离和(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 1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少? 2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么? 3.质量分数和质量比的区别和关系如何?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.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,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.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 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组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何? 2.什么是封闭系统和开放系统?

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和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。 4.在管流系统中,机械能的损耗转变为什么形式的能量?其宏观的表现形式是什么? 5.对于实际流体,流动过程中若无外功加入,则流体将向哪个方向流动? 6.如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率? 第二节流体流动的内摩擦力 1.简述层流和湍流的流态特征。 2.什么是“内摩擦力”?简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 3.流体流动时产生阻力的根本原因是什么? 4.什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力?牛顿型流体有哪些? 5.简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。 第三节边界层理论 1. 什么是流动边界层?边界层理论的要点是什么? 2.简述湍流边界层内的流态,以及流速分布和阻力特征。 3.边界层厚度是如何定义的?简述影响平壁边界层厚度的因素,并比较下列几组介质沿平壁面流动时,哪个边界层厚度较大: (1)污水和污泥; (2)水和油; (3)流速大和流速小的同种流体。 4. 为什么管道进口段附近的摩擦系数最大?

环境工程原理复习题样本

59. 一球形石英颗粒, 在空气中按斯托克斯定律沉降, 若空气温度由20℃升至50℃, 则其沉降速度将___________ 。 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关, 而与__________无关。 61.03007过滤介质阻力忽略不计, 滤饼不可压缩, 则恒速过滤过程中滤液体积 由V 1 增多至V 2 =2V 1 时则操作压差由ΔP 1 增大至ΔP 2 =_______。 62. 0308已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S, q e 为V e /S, V e 为过 滤介质的当量滤液体积( 滤液体积为V e 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介 质的阻力) , 在恒压过滤时, 测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K= _______, q e =_______。 63.03013 一个过滤操作周期中, ”过滤时间越长生产能力越大”的看法是_____, ”过滤时间越短, 生产能力越大”的看法是_____。过滤时间有一个_____值, 此时过滤机生产能力为______。 64.03014 过滤机操作循环中, 如辅助时间τ D 越长则最宜的过滤时间将______。 65. 03015 对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方, 对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方。1; 1-S 66.03016 对恒压过滤, 介质阻力能够忽略时, 过滤量增大一倍, 则过滤速率为原来的________。 67. 03017对恒压过滤, 当过滤面积S增大一倍时, 如滤饼不可压缩, 则过滤速率增大为原来的____倍, 如滤饼可压缩, 过滤速率增大为原来的____倍。 69.03025按φ s =A p /A定义的球形度( 此处下标p代表球形粒子) , 最大值 为___φ s 越小则颗粒形状与球形相差越___。

环境工程原理必看

简答题 1.简述环境科学与环境工程的概念及其各自内容。 环境科学的定义:就是以人类与环境这对矛盾为对象,研究其对立统一关系的发生和发展调节和控制以及利用和改造的科学。环境科学要探索全球范围内的环境演化规律;人类活动与自然生态之间的关系;环境变化对人类生存的影响;以及区域环境污染的防治技术和管理措施。 环境工程的定义:运用工程和生态学的原理和方法,防治污染,合理利用自然资源,保护和改善环境质量。水质净化与水污染控制技术、大气(包括室内空气)污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容,还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。 2.什么是浊度?浊度的单位有哪些?它们之间是什么关系? 浊度是用以表示水的浑浊程度的单位。浊度是由于不溶性物质的存在而引起液体的透明度降低的一种量度。不溶性物质是指悬浮于水中的固体颗粒物(泥沙、腐殖质、浮游藻类等)和胶体颗粒物。常见的单位有以下几种:JTU-杰克逊浊度,NTU-散射浊度,FTU-乌洛托品-硫酸肼配制浊度。1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。40度FTU=40度NTU≈40度JTU 3.简述活性污泥法的净化机理。 在活性污泥处理系统中,有机底物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程,这一过程的结果是污水得到了净化,微生物获得了能量而合成新的细胞,活性污泥得到了增长。 一般将这整个净化反应过程分为三个阶段: 1)初期吸附;(吸附) 2)微生物代谢;(稳定) 3)活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩(分离) 简述除尘的本质机理。 4.简述除尘的本质机理。 将含尘气体引入一种或几种力作用的机器,使颗粒相对运载气流产生一定的位移,并从气流中分离出来,最后沉降到捕集器表面上。其中作用力包括:外力(重力,离心力,惯性力,静电力,磁力,热力等),流体阻力,颗粒间相互作用力。 5.煤的工业分析是工业用煤中最常用的分析方法,同时也是评价工业用煤的主要指 标,试简要说明其测定内容。 在国家标准中,煤的工业分析是指包括煤的水分(M )、灰分(A )、挥发分(V )和固定碳(Fc ) 四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的,而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲,煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定,又叫煤的全工业分析。 6.工程上常把固体废物沼气化处理的生物化学反应分为液化阶段和气化阶段,试简 述液化阶段和气化阶段中的微生物类型及其在有机固体废物沼气化过程中的作用。 产液阶段:主要菌为非产甲烷菌,分为水解菌和酸化菌。主要的作用:为产甲烷菌提供养分,创造适宜的氧化还原环境,为产甲烷菌消除部分有毒物质。和产甲烷菌共同维持发酵系统的

环境工程原理知识重点归纳(可编辑修改word版)

第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么? 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是:利用隔离、分离和(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 1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少? 2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么? 3.质量分数和质量比的区别和关系如何?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.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,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.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 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组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何? 2.什么是封闭系统和开放系统? 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? 第四章热量传递 第一节热量传递的方式 1.什么是热传导? 2.什么是对流传热?分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 3.简述辐射传热的过程及其特点 4.试分析在居室内人体所发生的传热过程,设室内空气处于流动状态。 5.若冬季和夏季的室温均为18℃,人对冷暖的感觉是否相同?在哪种情况下觉得更暖和?为什么? 第二节热传导 1.简述傅立叶定律的意义和适用条件。 2.分析导温系数和导热系数的涵义及影响因素。 3.为什么多孔材料具有保温性能?保温材料为什么需要防潮? 4.当平壁面的导热系数随温度变化时,若分别按变量和平均导热系数计算,导热热通量和平壁内的温度分布有何差异。 5.若采用两种导热系数不同的材料为管道保温,试分析应如何布置效果最好。 第三节对流传热 1.简述影响对流传热的因素。 2.简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。 3.为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强? 4.传热边界层的范围如何确定?试分析传热边界层与流动边界层的关系。 5.试分析影响对流传热系数的因素。 6.分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系,若要提高对流传热系数,采取哪种措施最有效? 7.流体由直管流入短管和弯管,其对流传热系数将如何变化?为什么? 8.什么情况下保温层?度增加反而会使热损失加大?保温层的临界直径由什么决定? 9.间壁传热热阻包括哪几部分?若冷热流体分别为气体和液体,要强化换热过程,需在哪一侧采取措施?

2017年环境工程原理的知识点归纳总结

环境工程原理知识点归纳总结 一、填空题 1、从技术原理上看,环境污染控制技术可以分为隔离技术、分离技术和转化技术三大类。 2、环境污染控制技术中,转化技术是利用化学反应或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染物质得到净化与处理。 3、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化,称为稳态系统;当上述物理量不仅随位置变化,而其随时间变化时,则称为非稳态系统。 4、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化,称为稳态系统,其数学特征是α/αt=0。 5、当能量和物质都能够穿越系统的边界时,该系统称为开放系统;只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统称为封闭系统。 6、流体流动存在两种运动状态:层流和湍流,脉动是湍流流动资基本的特征。 7、雷诺数综合反映了流体的物理属性、流体的几何特征和流动速度对流体运动特征的影响,可用以判别流体的流动状态。 8、流动阻力指流体在运动过程中,边界物质施加于流体且与流动方向相反的一种作用力。阻力损失起因于粘性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物体前后压强差引起的形体阻力。 9、管道内局部阻力损失的计算一般采用两种方法,即阻力系数法和当量长度法。 10、以伯努利方程为基础的测量装置可分为变压头流量计和变截面流量计两大类,转子流量计就是后者中常见的一种。 11、热量传递主要有三种方式:热传导、对流传热和辐射传热。传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。 12、导热系数是物质的物理性质,气体的导热系数对温度的升高而增大,液体的导热系数对温度的升高而减小。 13、换热器传热过程的强化措施多从以下三方面考虑:增大传热面积、增大平均温差和提高传热系数。 14、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:迁移行为、附着行为、脱落行为。 15、重力场中颗粒的沉降过程受到重力、浮力和流体阻力的作用,当三者达到平衡时,颗粒以恒速作下沉运动,此时的速度称为沉降速度。 16、反映旋风分离器分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。 17、反应器一般主要有三种操作方式,即间歇操作、连续操作和半间歇或半连续操作。 18、反应器设计经常用到四类基本方程:反应动力学方程、连续方程、热量方程、动量方程。 19、单位时间单位体积反应层中某组分的反应量或生成量称为该组分的反应速率,有时可用反应物浓度减少到初始浓度的1/2时所需要的时间即半衰期来表达。20、反应器设计经常用到的基本方程主要基于质量恒定原理、能量守恒定律和动量守恒定律,它们都符合“输入=输出+消耗+累积”模式。

环境工程原理知识点总结演示教学

环境工程原理知识点 总结

第II篇思考题 第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么? 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是:利用隔离、分离和(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 1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少? 2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么? 3.质量分数和质量比的区别和关系如何?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.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,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.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 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组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何? 2.什么是封闭系统和开放系统?

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和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。 4.在管流系统中,机械能的损耗转变为什么形式的能量?其宏观的表现形式是什么? 5.对于实际流体,流动过程中若无外功加入,则流体将向哪个方向流动? 6.如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率? 第二节流体流动的内摩擦力 1.简述层流和湍流的流态特征。 2.什么是“内摩擦力”?简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 3.流体流动时产生阻力的根本原因是什么? 4.什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力?牛顿型流体有哪些? 5.简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。 第三节边界层理论 1. 什么是流动边界层?边界层理论的要点是什么? 2.简述湍流边界层内的流态,以及流速分布和阻力特征。 3.边界层厚度是如何定义的?简述影响平壁边界层厚度的因素,并比较下列几组介质沿平壁面流动时,哪个边界层厚度较大: (1)污水和污泥; (2)水和油; (3)流速大和流速小的同种流体。 4. 为什么管道进口段附近的摩擦系数最大?

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《环境工程原理》试题库 试题一 一:问答题(36分) 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量 损 失变为原来的多少倍? 2、何谓气缚现象?如何防止? 3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问: (1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度? (2)传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数? (3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么? 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 6、单效减压蒸发操作有何优点? 二:填空题(18分) 1、某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=________02mH , __________Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、常温下水的密度为10003m Kg ,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动,其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时,常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范围为_______________________s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中,处于____________状态的物质,称为分散物质,处于 __________状态的物质,称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________,其物理意义为____________________________. __________________________,提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和________________ 。其中, 由于_________________________________________,其传热效果好。 三:计算题(46分) 1、如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ,现发现压力表上的读数为052mH ,若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数?

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59. 一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将___________ 。 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关,而与__________无关。 61.03007过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V1 增多至V2 =2V1 时则操作压差由ΔP1 增大至ΔP2 =_______。 62. 0308已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,qe为Ve /S,Ve 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒压过滤时,测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K=_______,qe =_______。 63.03013 一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是_____,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是_____。过滤时间有一个_____值,此时过滤机生产能力为______。 64.03014 过滤机操作循环中,如辅助时间τD越长则最宜的过滤时间将______。 65. 03015 对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方,对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方。1;1-S

66.03016 对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的________。 67. 03017对恒压过滤,当过滤面积S增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的____倍,如滤饼可压缩,过滤速率增大为原来的____倍。 69.03025按φs =Ap /A定义的球形度(此处下标p代表球形粒子),最大值为___φs 越小则颗粒形状与球形相差越___。1;大 70.03028在过滤的大部分时间中,______起到了主要过滤介质的作用。 72.03056计算颗粒沉降速度U t的斯托克斯式________________________________ ,此式适用于_______________________________的情况。 Ut =d2(ρs -ρ)g/(18μ);层流区(或10- 4 <Ret <173.03038恒压过滤时,滤浆温度降低,则滤液粘度_______ ,过滤速率_______ 。 增加;减小 74.03081. 以下说法是正确的() (A)过滤速率与S(过滤面积)成正比(B)过滤速率与S2成正比 (C)过滤速率与滤液体积成正比(D)过滤速率与滤布阻力成反比

环境工程原理复习材料考试必备

物理吸收:如果气体溶质与吸收剂不发生明显反应,而是由于在吸收剂种的溶解度大而被吸收,成为物理吸收。 化学吸收:如果溶质与吸收剂(或其中的活性成分)发生化学反应被吸收。 吸附平衡:在一定条件下,当流体(气体或液体)和吸附剂接触,流体中的吸附质将被吸附剂所吸附。当吸附速率和解吸速率相等时,气固相中的吸附质浓度不再改变时。 反应操作:利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时,需要通过反应条件等的控制,使反应向有利的方向进行。为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。导温系数:是物质的物理性质,它反映了温度变化在物体中的传播能力。 导热系数:是导热物质在单位面积、单位温度梯度下的导热速率、表明物质导热性的强弱,即导热能力的大小。 绝对黑体:表示落在物体表面上的辐射能力能全部被物理吸收,这种物体称为绝对黑体。黑体具有最大的吸收能力,也具有最大的辐射能力。 绝对白体:表示落在物体表面上的辐射能全部被反射出去,若入射角等于反射角,侧物体称为镜体,若反射情况为漫反射,该物体称为绝对白体。 化学平衡:化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速度相等,反应物和生成物各组分浓度不在改变的状态。 1、环境学科的任务:环境学科是研究人类活动与环境质量关系的科学,其主要任务是研究人类与环境的对立统一关系,认识两者之间的作用与反作用,掌握其发展规律,从而保护环境并使其向有利于人类的方向演变。 2、环境工程学的任务:利用环境学科与工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康、舒适的生存和社会的可持续发展。 3、环境工程学的研究对象:水质净化与水污染控制技术、大气(包括室内空气)污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容,还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。 4、污染物处理工程的核心:利用隔离、分离、转化等技术原理,通过工程手段,实现污染物的高效、快速去除。 5、环境工程学主要研究对象有:水质净化和水污染的防治和处理、大气质量净化和大气污染的防治和处理、固体废弃物污染的防治和资源利用、物理性污染的防治和处理、对自然资源的合理利用和保护、环境监测、环境质量的检测与评价。 6、阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线:首先对隔离、分选、转化的方式进行优选组合,再对装置进行优化设计和对操作方式和操作条件进行优化,最后对介质的混合状态、流体流态进行优化和对物质能量的迁移和反应速率进行强化,从而达到污染物高效去除的目的。 7、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,不随时间变化,称为稳态系统;当上述物理量不仅随位置变化,而且随时间变化,称为非稳态系统。 8、用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为它的量纲。量纲与单位的区别:量纲是可测量的性质;单位是测量的标准,用这些标准和确定的数值可以定量地描述量纲。

环境工程原理课后答案(2-9章)汇编

第二章 质量衡算与能量衡算 2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6(体积分数),求: (1)在1.013×105Pa 、25℃下,用μg/m 3表示该浓度; (2)在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下,O 3的物质的量浓度为多少? 解:理想气体的体积分数与摩尔分数值相等 由题,在所给条件下,1mol 空气混合物的体积为 V 1=V 0·P 0T 1/ P 1T 0 =22.4L×298K/273K =24.45L 所以O 3浓度可以表示为 0.08×10-6mol×48g/mol×(24.45L )-1=157.05μg/m 3 (2)由题,在所给条件下,1mol 空气的体积为 V 1=V 0·P 0T 1/ P 1T 0 =22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ) =28.82L 所以O 3的物质的量浓度为 0.08×10-6mol/28.82L =2.78×10-9mol/L 2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下,SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3,若允许值为0.14×10-6,问是否符合要求? 解:由题,在所给条件下,将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数,即 33 965108.31429810400100.15101.0131064 A A RT pM ρ--???=??=??? 大于允许浓度,故不符合要求 2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位: 质量:1.5kgf·s 2/m= kg 密度:13.6g/cm 3= kg/ m 3

压力:35kgf/cm2= Pa 4.7atm= Pa 670mmHg= Pa 功率:10马力=kW 比热容:2Btu/(lb·℉)= J/(kg·K) 3kcal/(kg·℃)= J/(kg·K) 流量:2.5L/s= m3/h 表面张力:70dyn/cm= N/m 5 kgf/m= N/m 解: 质量:1.5kgf·s2/m=14.709975kg 密度:13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3 压力:35kg/cm2=3.43245×106Pa 4.7atm=4.762275×105Pa 670mmHg=8.93244×104Pa 功率:10马力=7.4569kW 比热容:2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/(kg·K) 3kcal/(kg·℃)=1.25604×104J/(kg·K) 流量:2.5L/s=9m3/h 表面张力:70dyn/cm=0.07N/m 5 kgf/m=49.03325N/m 2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数,如 ρ=ρ0+At 式中:ρ——温度为t时的密度,lb/ft3; ρ0——温度为t0时的密度,lb/ft3。 t——温度,℉。 如果此方程在因次上是一致的,在国际单位制中A的单位必须是什么?解:由题易得,A的单位为kg/(m3·K)

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第四章、质量传递 1、传热过程主要有两种:强化传热、削弱传热 2、热传递主要有三种方式:热传导、对流传热、辐射传热 3、热传导:通过分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程 4、对流传热:流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程(流体与固体壁面之间的热传递过程) 5、自然对流传热:流体内部温度的不均匀分布形成密度差,在浮力的作用下流体发生对流而产生的传热过程。 6、强制对流传热:由于水泵、风机或其他外力引起流体流动而产生的传热过程。 7、辐射传热的过程:物体将热能变为辐射能,以电磁波的形式在空中传播,当遇到另一个物体时,又被物体全部或者部分吸收而变成热能。(不需要任何介质作媒体,可以在真空中传播) 8、导热系数:反映温度变化在物体中传播的能力。 9、气体的导热系数随温度的升高而增高,在气体中氢气的导热系数最高。 10、液体的导热系数随温度的升高而减小(水和甘油除外) 11、晶体的导热系数随温度的升高而减小(非晶体相反) 12、多孔性固体的导热系数与孔隙率、孔隙微观尺寸以及其中所含流体的性质有关,干燥的多孔性固体导热性很差,通常作为隔热材料,但材料受潮后,由于水比空气的导热系数大得多,其隔热性能将大幅度下降,因此,露天保温管道必须注意防潮。 14、对流传热与热传导的区别:对流传热存在流体质点的相对位移,而质点的位移将是对流传热速率加快。 15、影响对流传热的因素:物理特征、几何特征、流动特征 16、湍流边界层内,存在层流底层、缓冲层和湍流中心三个区域,流体处于不同的流动状态。 17、传热边界层:壁面附近因传热而使流体温度发生变化的区域(存在温度梯度的区域) 18、传热过程的阻力主要取决于传热边界层的厚度 19、普兰德数:分子动量传递能力和分子热量传递能力的比值 20、对流传热系数大小取决于流体物性、壁面情况、流动原因、流动状况、流体是否相变等 21、对流传热微分方程式可以看出,温度梯度越大,对流传热系数越大 22、求解湍流传热的对流传热系数有两个途径:量纲分析法并结合实验、应用动量传递与热量传递的类似性建立对流传热系数与范宁摩擦因子之间的定量关系 23、自然对流:在固体壁面与静止流体之间,由于流体内部存在温差而造成密度差,是流体在升浮力作用下流动。 24、大空间自然对流传热:固体壁面周围的自然对流不受空间限制或干扰的自然对流传热 25、影响冷凝传热的因素:1流体的物性(冷凝液的密度越大,黏度越小,则液膜的厚度越小,冷凝传热系数越大,导热系数增加也有利于传热)2冷凝液膜两侧的温差3蒸气流速和流向4不凝性气体 27、间壁传热的计算(特别重要) 28、气侧热阻远大于水侧热阻,因此增加气侧对流传热系数,所引起的总传热系数的提高远大于增加水侧的对流传热系数 29、热辐射:物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程 30、若A=1,表面上的辐射能全部被物体吸收,称绝对黑体,具有最大吸收能力、最大辐射能力 若R=1,表面上的辐射全部被反射出去,此时,若入射角等于反射角,称镜体,若反射情况为漫反射,称绝对白体

环境工程原理 思考题

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。 4.在管流系统中,机械能的损耗转变为什么形式的能量?其宏观的表现形式就是什么? 5.对于实际流体,流动过程中若无外功加入,则流体将向哪个方向流动? 6.如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率? 第二节流体流动的内摩擦力 1.简述层流与湍流的流态特征。 2.什么就是“内摩擦力”?简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 3.流体流动时产生阻力的根本原因就是什么? 4.什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力?牛顿型流体有哪些? 5.简述温度与压力对液体与气体黏度的影响。 第三节边界层理论 1、什么就是流动边界层?边界层理论的要点就是什么? 2.简述湍流边界层内的流态,以及流速分布与阻力特征。 3.边界层厚度就是如何定义的?简述影响平壁边界层厚度的因素,并比较下列几

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