1.水污染的主要来源:工业废水、城市生活废水、交通运输污染源、农业面源
2.固体污染物
固体物质在水中有三种存在形式:溶解态、胶体态、悬浮态。
被滤膜截留的为悬浮物,透过滤膜(玻璃纤维滤膜)的为溶解性固体,一部分胶体包括在悬浮物内,另一部分包括在溶解性固体内。
悬浮物在水体中沉淀后,淤塞河道,危害水体底栖生物的繁殖,影响渔业生产。通常采用筛滤、沉淀等方法
水中溶解性固体主要是盐类
胶体成分是造成废水浑浊和色度的主要原因
3.水质指标
国际通用三大类指标:物理性指标、化学性指标、生物性指标
●物理性指标:温度,色度,嗅和味,固体物质
●化学性指标:有机物----生化需氧量(BOD,化学需氧量(COD),总有机碳(TOC)
和总需氧量(TOD),溶解氧
无机性指标---植物营养元素(含氮化合物、含磷化合物)、pH值和碱度、重金属
●生物性指标:①细菌总数②大肠菌群
4.水体自净
进入水体的污染物,通过物理、化学、生物等方面的作用,使污染物的浓度逐渐低,经过一段时间后,水体将恢复到受污染前的状态,这一现象就称为“水体自净”。水体的自净是有限度的。
净化机制:
●物理净化:稀释、扩散、沉淀
●化学净化:氧化、还原、分解
●生物净化:水中微生物对有机物的氧化分解作用
节水的方向:
城市节水、农业节水、节水技术改造和海水利用、地下水资源管理
5.过滤机理
①阻力截留
形成一层由被截留颗粒构成的滤膜,并由它起主要的过滤作用。
②重力沉降
滤料表面提供了巨大的沉降面积,形成无数小的“沉淀池”。
③接触絮凝
滤料有巨大表面积,与悬浮物之间有明显的吸附作用。此外砂粒在水中常常带有负电荷。在实际过滤过程中,上述三种作用往往同时存在。
6.沉淀类型
自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀
7.沉淀池类型---按水流方向分:平流式、竖流式、辐流式
8.斜板式沉淀池缺点:造价高、斜板(管)上部在日光照射下会大量繁殖藻类,增加污泥
量,易在板间积泥,不宜处理黏性较高的泥渣。
9.微生物的生长规律:停滞期(调整期)、对数期(生长旺盛期)、静止期(平衡期)、衰
老期(衰亡期)
10.好氧生物处理定义:
好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。
11.活性污泥(名词解释)
由细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机性及无机性物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
12.曝气机的类型:鼓风曝气、机械曝气(表面曝气机)
13.生物滤池的构造:滤床、布水设备、排水系统
14.滤床作用:由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所。
理想的滤料应具备下述特性:
①能为微生物附着提供大量的面积;
②使污水以液膜状态流过生物膜;
③有足够的空隙率,保证通风(即保证氧的供给)和使脱落的生物膜能随水流出滤池;
④不被微生物分解,也不抑制微生物的生长,有较好的化学性;
⑤有一定的机械强度;
⑥价格低。
15.排水系统作用
●收集滤床流出的污水与生物膜
●保证通风
●支撑滤料
16.生物接触氧化池的性能特征:
●具有较高的微生物浓度;
●生物膜具有丰富的生物相,含有大量丝状菌,形成了稳定的生态系统,污泥产量低;
●具有较高的氧利用率;
●具有较强的耐冲击负荷能力;
●生物膜活性高;
●没有污泥膨胀的问题。
缺点:滤床堵塞和更换,运行费用较高
17.生物流化床
床层的三种状态:
●固定床阶段:当液体以很小的速度流经床层时,固体颗粒处于静止不动的状态,床
层高度也基本维持不变,这时的床层称固定床。
●流化床阶段:当液体流速继续增大,床层不再维持于固定状态,颗粒被液体托起而
呈悬浮状态,且在床层各个方向流动,在床层上部有一个水平界面,此时由颗粒所
形成的床层完全处于流化态状态,这类床层称流化床。
●液体输送阶段:当液体流速再继续提高至超过c点后,床层不再保持流化,床层上
部的界面消失,载体随液体从流化床带出,这阶段称液体输送阶段。在水处理工艺
中,这种床称“移动床”或“流动床”。
生物流化床的主要优点:
●滤床具有巨大的表面积,容积负荷高,抗冲击负荷能力强
●微生物活性强
●传质效果好
生物流化床的主要缺点:
●设备的磨损较固定床严重,载体颗粒在湍动过程种会被磨损变小。
●设计时存在着生产放大方面的问题
18.厌氧处理与好氧生物处理的显著差别在于:
● 1.不需供氧
● 2.最终产物为热值很高的甲烷气体
● 3.特别适宜处理城市废水处理厂的污泥和高浓度的有机工业废水。
19.厌氧四阶段:水解、酸化、乙酸化、甲烷化
20.稳定塘的分类----按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分
常见:好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘
其他:水生植物塘、生态塘、完全储存塘
21.废水土地处理基本工艺
慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流系统、湿地处理系统、地下渗滤处理系统
22.物理化学处理法:吸附法、离子交换法、膜析法、萃取法
23.化学处理法:混凝法、中和法、氧化还原法、化学沉淀
24.氮、磷超标的危害:
氮磷为植物营养物质,能助长藻类和水生生物,引起水体的富营养化,影响饮用水水源。
25.污泥中水的存在状态:游离水、毛细水、内部水
26.污泥的稳定——厌氧消化法
●根据操作温度:常温消化、中温消化、高温消化
●根据负荷率:低负荷率、高负荷率
27.大气圈的结构及组成:对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层
28.大气组成
大气是一个多种气体的混合物,由混合气体、水气和悬浮微粒组成,可分为:恒定组分、可变组分、第一环境问题引起的、第二环境问题引起的
29.目前我国最主要的大气污染物是烟尘和二氧化硫
30.大气污染的类型:煤烟型、石油型、混合型、特殊型
31.控制大气污染的措施:
技术措施:清洁生产、可持续发展的能源战略、建立综合性工业基地
经济政策:必要的环境保护投资、实行“污染者和使用者支付原则”
32.影响大气污染的气象因素:动力因素、热力因素
33.除尘装置分类
●按主要机制分类:机械式除尘器(重力、惯性、离心力)、过滤式除尘装置、湿式除尘
装置、静电除尘装置
●除尘过程中是否使用水和其它液体:湿式除尘装置、干式除尘装置
34.袋式除尘器的工作原理:
清灰方式:机械振动式、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰
35.湿式除尘器的缺点:
●排出的污水污泥需要处理,澄清的洗涤水应重复回用
●净化含有腐蚀性的气态污染物时,洗涤水具有一定程度的腐蚀性,因此要特别注意设备
和管道腐蚀问题
●不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体
●寒冷地区使用湿式除尘器,容易结冻,应采取防冻措施
36.电除尘器工作原理:
三个基本过程
●粒子荷电——在放电极与集尘极间施以很高的直流电压,放电产生大量电子及阴离子在
电场作用下,在向集尘极迁移过程中与悬浮在空气中的尘粒相撞,使其带上负电荷,实现了粉尘粒子的荷电。
●粒子沉降——荷电粉尘在电场中受库仑力的作用向集尘极运动,到达集尘极表面后,与
集尘极上的电荷中和,尘粒放出电荷后沉积在集尘极表面。
●粒子清除——集尘极表面上的粉尘积到一定厚度时,用机械震打等方法,使其脱离集尘
极表面,沉落到灰斗中。
37.有害气体的净化:冷凝法、燃烧法、吸收法、吸附法
38.物理吸附和化学吸附比较
39.SO2的净化技术
我国主要采用回收法,把SO2变成有用的物质。
目前工业上脱硫主要有两种方法
湿法:用液体吸收剂洗涤烟气,吸收所含的SO2
干法:用吸附剂或催化剂脱除废气中的SO2
氨液吸收发法、石灰石-石膏法(又称钙法)、石灰石/石灰法洗涤、双碱法、催化氧化法
40.汽车排气的净化
主要控制技术
(1)燃料处理技术
①对现有燃料处理
②采用代用燃料
(2)机内控制: 发动机设计表面积/容积越小越好; 电子控制技术; 多气门技术
(3)机外控制技术: 热反应器, 催化反应器(氧化, 还原--)
41.全球性污染问题产生来源如何控制
42.固体废物
固体废物的定义---固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的,在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。
特点
●污染的特殊性
其对环境的污染主要通过水、大气或土壤介质影响人类赖以生存的生物圈,给居民身体健康带来危害。
●资源性
固体废物一词中的“废”具有鲜明的时间和空间特征。
●从时间方面讲,它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件,随着科学技术的飞速发
展,矿物资源的日逐枯竭,生物资源滞后于人类需求,昨天的废物势必又将成为明天的资源。
●从空间角度看,废物仅仅相对于某一过程或某一方面没有使用价值,而并非在一切
过程或一切方面都没有使用价值。某一过程的废物,往往是另一过程的原料。又被称为“放在错误地点的原料”。
43.固体废物的危害
●侵占土地,破坏地貌和植被;
●污染土壤;
●污染水体;
●减少河道面积;
●污染大气;
●危害人类
●
44.固体废物的处理原则:减量化、资源化、无害化。
45.破碎技术:利用外力使大块固体废物分裂为小块的过程。作为运输、贮存、资源化和最
终处置的预处理。
固体废物破碎目的:
●使固体容积减小,便于运输与贮存。
●为固体废物的分选提供所要求的入选颗度,以便有效地回收固体废物中某些成分。
●使固体废物的比表面积增加,提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。
●防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备
●用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时,压实密度高而均匀,可以加快复土还原。
固体废物破碎方法:机械破碎、低温破碎、湿式破碎
46. 焚烧、热解的区别
● 焚烧法是一种高温热处理技术,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理
技术。能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质,以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。焚烧法不但可以处理固体废物,还可以处理液体废物和气体废物;不但可以处理城市垃圾和一般工业废物,而且可以用于处理危险废物。
● 热解技术是利用多数有机物的热不稳定性的特征,当这些有机物在高温(500~1000℃)
缺氧条件下时会发生裂解,转化为分子量较小的组分。
热解法优点是能够将废物中的有机物转化为便于贮存和运输的有用燃料,而尾气和残渣量较少。适用于含有机物较多废物的处理。
47. 控制二噁英最有效的方法概括起来就是“三T”:Temperature (温度)、Turbulence (涡流)、
Time (时间)
48. 堆肥化:堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物,人为地促进可生
物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程。
堆肥化的产物是堆肥,是一种土壤改良剂 (堆肥化产物作用)
● 改良土壤结构
● 保住养分提高保肥能力
堆肥化过程三个阶段:中温阶段、高温阶段、腐熟阶段
49. 固体废物最终处置方法
陆地处置:(1)土地耕作(2)深井灌注(3)土地填埋
海洋处置
50. 填埋过程应注意哪些方面,分析:
填埋场必须远离居民区;填埋场沉降需不断地维护;可能会产生易燃、易爆、毒性气体。 土地填埋的技术关键是填埋场的防渗漏系统,以保证将废物永久安全地与周围环境隔离。
51. 危险固体废物的无害化处理:填埋法、焚烧法、固化法、化学法、生物法
52. 常见固化方法:水泥固化、塑料固化、沥青固化、玻璃固化
53. 环境噪声特点、来源、危害
特点:
● 噪声污染是局部的,多发性的,除飞机噪声等特殊情况外,一般从声源到受害者的距离
很近,不会影响很大的区域。
● 噪声污染是物理性污染,没有污染物,也没有后效作用,即噪声不会残留在环境中。 ● 与其他污染相比,噪声的再利用问题很难解决。
来源:1.交通噪声2.工业噪声3.建筑施工噪声4.社会生活噪声
危害:损伤听觉、干扰睡眠、干扰语言交流、引起多种疾病 54. 声压级加减运算
0.11
10lg(10)L p i n pT i L ==∑
55.昼夜等效噪声级Ldn
考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度,故提出一个新的评价指标——昼夜等效噪声级Ldn 为了表明夜间噪声对人的烦扰更大,故计算夜间等效声级这一项时应加上l0dB的计权。
56.噪声的控制方法原理----三个方面分别阐述
优先次序:噪声源控制、传播途径控制和接受者保护。
1.噪声源的控制
控制噪声的最有效方法是控制声源的发声着手。
(1)研制和选用低噪声设备
(2)改进生产和加工工艺
(3)提高机械设备的加工精度和安装技术
(4)对振动机械采用阻尼隔振措施。
减少发声体的数目、降低发声体的辐射声功率
2.噪声传播途径的控制
(1)合理布局
把工厂与居民区、文教区等分隔开
工厂内部把强噪声车间与生活区分开
强噪声源集中安排,便于集中管理
(2)利用噪声随距离衰减的规律
点声源传播距离增加一倍,噪声衰减6分贝。
(3)利用屏障阻止噪声传播
利用山岗、土坡、树木、草地等。
(4)利用声源指向性特点降低环境噪声
(5)采用局部降噪技术措施,如隔声、吸声、消声。
3.接受者的防护
被动的保护方法,如戴耳塞、耳罩等
吸声技术、隔声技术、消声器
噪声主动控制
57.其他物理污染定义、传播途径、危害
1、电磁辐射污染
电磁辐射污染是各种天然的和人为的电磁波干扰和对人体有害的电磁辐射。
2、电磁辐射所造成的环境污染,主要通过三个途径进行传播:
(1)空间辐射
(2)导线传播
(3)复合传播
3、电磁辐射的危害
(1)恶劣的电磁环境会严重干扰航空导航、水上通信、天文观测等
(2)对人类健康的危害
电磁辐射对人体危害程度与电磁波波长有关。对人体危害程度由大到小排列,依次是:微波、超短波、短波、中波、长波。波长越长、危害越大。
热效应和非热效应。
(二)放射性对人类的危害
1、放射性物质进入人体的途径
放射性物质主要通过食物链经消化道进入人体,其次是放射性尘埃经呼吸道进入人体,通过
皮肤吸收的可能性很小。
2、放射性对人体的危害
(1)放射性损伤机理
放射性物质实际是一种能量形式,这种能量被人体组织吸收时,吸收的原子就发生电离作用,就能将能量转变为另一种形式,从而这种能量在一定阶段又要释放出来并在吸收体内引起其它反应。具体有两类损伤作用:直接损伤和间接损伤。
(2)放射性对人体的危害
放射性对人体的危害程度主要取决于所受辐射剂量的大小。
58.可持续发展
既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。(经济持续、生态持续、社会持续)
包括两个方面含义:
1.人类要发展
2.发展要有限度
59.清洁生产:清洁过程、清洁产品
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
十一章 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么? (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面? 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等,它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么? (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作?它们一般各有哪些主要特点? 1.间歇操作:将反应原料一次加入反应器,反应一段时间或达到一定的反应程度后一 次取出全部的反应物料,然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点: (1)操作特点:反应过程中既没有物料的输入,也没有物料的输出,不存在 物料的进与出。 (2)基本特征:间歇反应过程是一个非稳态的过程,反应器内组成随时间变化而变化。 (3)主要优点:操作灵活,设备费低,适用于小批量生产或小规模废水的处理。 (4)主要缺点:设备利用率低,劳动强度大,每批的操作条件不易相同,不便自动控制。 2.连续操作:连续地将原料输入反应器,反应产物也连续地流出反应器。 特点: (1)操作特点∶物料连续输入,产物连续输出,时刻伴随着物料的流动。 (2)基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程,反应器内各处的组成不随时间变化。(反应组分、浓度可能随位置变化而变化。) (3)主要优点∶便于自动化,劳动生产率高,反应程度与产品质量较稳定。 规模大或要求严格控制反应条件的场合,多采用连续操作。 (4)主要缺点∶灵活性小,设备投资高。 3.半连续操作:原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出,而其它成分分批 加入或取出的操作。 特点:半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 (5)什么是空间时间和空间速度?它们所表达的物理意义分别是什么? 空间时间:反应器有效体积(V)与物料体积流量(q v)之比值. 空间速度:单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. (6) 一般情况下,反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响,为什么? (7) 根据反应物料的流动与混合状态,反应器可分为哪些类型。 理想流反应器和非理想流反应器;完全混合流(全混流)反应器和推流反应器。 (8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面?它通常用到哪几类基本方程? 基本内容: 选择合适的反应器型式;确定最佳的操作条件;计算达到规定的目标所需要
页眉 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页
页眉 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?
1.悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是什么? 答案要点:在滤饼中形成骨架,使滤渣疏松,孔隙率加大,滤液得以畅流。2.简述热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程。 答案要点:热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量。 3.什么是离心分离因数,如何提高离心机的分离效率? 答案要点:离心分离因数是指物料在离心力场中所受的离心力与重力之比。 为了提高离心机的分离效率,通常使离心机的转速增高,而将它的直径适当减少。4.强化传热的途径有哪些? 答案要点:由传热基本方程式为Q = KAΔt m可知,强化传热的途径有: (1)增加传热面积A(即增加单位体积的传热面积而不是增大换热器体积);(2)增加温度差Δtm;(采用逆流流动); (3)增加传热系数K(增加流体的湍流流动,防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻) 5.试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。 表面过滤发生在过滤介质的表面,待过滤流体中的固体颗粒被过滤介质截留,并在其表面逐渐累积成滤饼,滤饼亦起过滤作用。表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼容易形成的情况下。 深层过滤通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中,过滤时,颗粒物进入过滤介质层,在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下颗粒物附着在介质表面而与流体分开。深沉过滤一般适用于过滤流体中颗粒物浓度较低的场合。
一.流体中组分A 的含量为,0A c ,与平壁面接触,壁面上组分A 的含量为,A i c ,且,0A c >,A i c 。试绘制当流体分别为静止、沿壁面层流流动和湍流流动时,组分A 在壁面法向上的浓度分布示意图。(6分) a.静止时 b.层流流动 c.湍流流动 a.静止时 b.层流流动 c.湍流流动 二.设冬天室内的温度为1T ,室外温度为2T ,1T >2T 。在两温度保持不变的情况下,试绘制下列三种情况下从室内空气到室外大气温度分布示意图。(6分) (1)室外平静无风,不考虑辐射传热; (2)室外冷空气以一定流速流过砖墙表面; (3)除了室外刮风外,还考虑砖墙与四周环境的辐射传热。 (1) (2) (3) 三.流体沿平壁面流动时,同时发生传质过程。当流速增加致使流动状态由层流变为湍流时,试分析流动边界层厚度的变化,以及对流动阻力和传质阻力产生的影响。(8分) 边界层厚度与流速有关,流速增加,边界层厚度减少。流动由层流变成湍流,速度梯度变大,摩擦力增加,流动阻力增加;边界层厚度减少,而传质阻力主要集中在边界层,湍流加大了液体的对流,浓度梯度增大,传质阻力减少。 室内T 1 室外T 2 室内T 1 室外T 2 室内T 1 室外T 2 C A0 C A0 L A c ,A i c L A c ,A i c L A c ,A i c C A0
《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1.013×105 Pa 、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s m 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。
4热量传递 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? (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)什么情况下保温层厚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? (10)什么是传热效率和传热单元数? 1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 (2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 (3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。 (4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。 (5)简述气体发射和吸收辐射能的特征,分析温室效应产生的机理。 1)简述换热器的类型。 (2)什么是间壁式换热器,主要包括哪几种类型? (3)列管式换热器式最常用的换热器,说明什么是管程、壳程,并分析当气体和液体换热时,气体宜通入哪一侧? (4)简述增加传热面积的方法。 (5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。 5质量传递 (1)什么是分子扩散和涡流扩散? (2)简述费克定律的物理意义和适用条件。 (3)简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。 (4)对于双组分气体物系,当总压和温度提高1倍时,分子扩散系数将如何变化? (5)分析湍流流动中组分的传质机理。 (1)什么是总体流动?分析总体流动和分子扩散的关系。 (2)在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? (3)单向扩散中扩散组分总扩散通量的构成及表达式。
XXXXXX 2016至2017学年第 1 学期 环境工程原理 考查试卷 考试方式: 开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的70% 教研室主任复核 本试卷可能用到的计算值: ln2=0.693, ln3=1.099, ln5=1.609,g=10 m/s 2 ,= 1.4 π=3.14, =1.44 一、填空题:(每空0.5分 .共20分) 1. _______________和________________是目前人类面临的两大类环境问题,它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题。 2. 水污染根据污染物的不同可分为___________________、___________________和________________三大类。 3. 空气净化与大气污染控制技术可分为_________________和_______________两大类。 4. 压强用国际单位制单位导出的表示结果为_________________。 5. 李白诗中有“白发三千丈,缘愁似个长”句,用国际单位制表示李白描述的白发长度为________________。释印肃诗中有“黄金万两非堪比,东西南北至分明”,用国际单位制表示诗中描述的黄金质量是_____________________。 6. 百分比浓度的量纲为_______________。 7. 在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变,不随__________而变,称为稳定流动。质量衡算依据的基本定律是________________,能量衡算依据的基本定律是____________________。 8. 考古学家发掘出长、宽、高分别为160 cm 、40 cm 、30 cm 的古代排水砖管,壁厚为3 cm ,则流过其中的流体的当量直径为____________。 9. 流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是_____________ 型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的___________ ,縻擦糸数λ与Re 的关系为______________。 10. 用二种厚度相同的材料保温时,往往把_____________ 的材料包在内 层,以达到好的保温效果。 11. 能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括_______________、_______________和____________,不能直接转变为机械能的能量包括_______________和____________。 12. 流体流动有两种典型的形态,即_________和_________,判别方法是用___________的值来判断,判断临界值分别为____________和_______________。 13. 测流量的装置主要有_______________、________________和______________。 14. 热量传递主要三种方式分别为________________、______________和______________,其中____________不能发生在固体中,________________可以发生在真空中。 15. 费克定律的表达式为_______________。 16. 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间的____________,在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动。 二、判断题:(每小题1分,共10分) 1. 对于土壤的污染只能产生局部污染。 ( ) 2. 对于两种气体组成的混合体系来说,两种组分的质量比等于摩尔比。 ( ) 系部名称: 专业班级: 姓名 学号: 密 封 线 内 不 得 答 :题 -----------------------------密 封 线----------------------------------------密 封 线-----------------------------------------密 封 线--------------
十^一早 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么? (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面? 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等,它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么? (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作?它们一般各有哪些主 要特点? 间歇操作:将反应原料一次加入反应器,反应一段时间或达到一定的 反应程度后一次取出全部的反应物料,然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点: (1)操作特点:反应过程中既没有物料的输入,也没有物料的输出,不存在物料的进与出。 基本特征:间歇反应过程是一个非稳态的过程,反应器内组成随时间变化而变化。 主要优点:操作灵活,设备费低,适用于小批量生产或小规模废水的 处理。 主要缺点:设备利用率低,劳动强度大,每批的操作条件不易相同, 不便自动控制。
连续操作:连续地将原料输入反应器,反应产物也连续地流出反应器 特点: (1)操作特点:物料连续输入,产物连续输出,时刻伴随着物料的流动。 1 / 12 基本特征:连续反应过程是一个稳态过程,反应器内各处的组成不随时间变化。(反应组分、浓度可能随位置变化而变化。) 主要优点:便于自动化,劳动生产率高,反应程度与产品质量较稳定。规模大或要求严格控制反应条件的场合,多采用连续操作。 主要缺点:灵活性小,设备投资高。 半连续操作:原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出,而其它成分分批加入或取出的操作。 特点:半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 什么是空间时间和空间速度?它们所表达的物理意义分别是什么?空间时间:反应器有效体积(V与物料体积流量(qv)之比值. 空间速度:单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. (6)一般情况下,反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响,为什么? (7)根据反应物料的流动与混合状态,反应器可分为哪些类型。
汽缚现象:泵内未充满液体,气体密度低,产生离心力小,在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。说明:离心泵无自吸能力,启动前必须将泵体内充满液体。 汽蚀:流动着的流体由于局部压力的降低产生气泡的现象。泵发生汽蚀,在汽蚀部位会引起机件的侵蚀,进一步发展则将造成扬程下降,产生振动噪声。 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。 A.边界层的概念: 普兰德边界层理论要点: (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,流体的流速很小,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)在边界层外的整个流动区域,可将黏性力全部忽略,近似看成是理想流体的流动。 (5)流动分为两个区域 B. 绕平板流动的边界层的形成
C. 边界层内的流动状态:边界层的流动状态对于流动阻力和传热、传质阻力具有重要影响 x c :临界距离,与壁面粗糙度、平板前缘的形状、流体性质和流速有关,壁面越粗糙,前缘越钝,x c越短 边界层流态的判别:临界雷诺数Re xc =ρx c u0/μ 对于平板,临界雷诺数的范围为3×105~2×106,通常情况下取5×105 D.边界层厚度:流体速度达到来流速度99%时的流体层厚度。 对于层流边界层:Δ=4.641x/Re x1/2 对于湍流边界层:Δ=0.376x/Re x1/5 Re x为以坐标x为特征长度的雷诺数,称为当地雷诺数。Re x =ρxu0/μ 边界层的厚度的影响因素: (1)流体的物性(ρ,μ等) (2)流道几何尺寸——距离前端的位置 (3)流速 在边界层内,黏性力和惯性力的数量级相当; 流动边界层内特别是层流底层内,集中了绝大部分的传递阻力。因此,尽管边界层厚度很小,但对于研究流体的流动阻力、传热速率和传质速率有着非常重要的意义。 E.圆直管内边界层的形成 当u0较小时,进口段形成的边界层汇交时,边界层是层流,以后的充分发展段则保持层流流动,速度分布呈抛物线型。 当u0较大,汇交时边界层流动若已经发展为湍流,则其下游的流动也为湍流。速度分布不是抛物线形状。 F.流态的判断 判别流动形态的雷诺数定义为Re =ρdu0/μ 当Re<2000时,管内流动维持层流。 G.流体沿平壁面流动时,同时发生传质过程。当流速增加致使流动状态由层流变为湍流时,试分析流动边界层厚度的变化,以及对流动阻力和传质阻力产生的影响。 边界层厚度与流速有关,流速增加,边界层厚度减少。流动由层流变成湍流,速度梯度变大,摩擦力增加,流动阻力增加;边界层厚度减少,而传质阻力主要集中在边界层,湍流加大了液体的对流,浓度梯度增大,传质阻力减少。 H.边界层分离 流体流过表面曲率较大的曲面时,边界层外流体的速度和压强均沿流动方向发生变化,边界层内的流动会受到很大影响:流道断面变化→流速变化→压强变化。 粘性作用和存在逆压梯度是流动分离的两个必要条件。(流体具有粘滞性,产生逆压梯度,将靠近界面的慢流体的速度阻滞为零,即可发生边界层分离。) 流态的影响: 在相同的逆压梯度下,层流边界层和紊流边界层哪个更容易发生分离?(由于层流边界层中近壁处速度随y的增长缓慢,逆压梯度更容易阻滞靠近壁面的低速流体质点)层流边界层速度变化较湍流小,慢速流体更容易被阻滞。所以,湍流边界层分离比层流延后。由于湍流边界层分离延后,分离点下移,尾流区较小,所以其形体阻力小。 3.论述 ⑴传质阻力分析 包括气膜阻力和液膜阻力两部分:
环境工程原理复习题 1、连续介质假说把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质,假设流体是由连续分布的流体质点组成的介质,按连续介质的概念,流体质点是指: A 、流体的分子; B 、流体内的固体颗粒; C 、几何的点; D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 2、苯和甲苯的混合溶液,苯的质量分数为0.4,试求混合液在293K 时的密度( ) (已知293K 下,苯的密度为879kg/m 3,甲苯的密度为867 kg/m 3) 3、计算标准状况下空气的密度( )(气体常数R=8.314KJ/kmol ·K ) 4、某混合气体压力为0.2MPa ,温度为30°C ,混合气体含CO 体积分数为0.3, CO 2体积分数0.2, N 2体积 分数为0.4, 氧气0.1, 则混合气体的密度为( )。 5、水泵进口管处真空表的读数为100mmHg ,出口处压力表读数为250kPa ,水泵前后的压力差为( )。 6、某密闭罐内装有水,离罐顶10米处压力表上的读数为400kPa ,当地大气压力为101.3kPa, 则罐顶的绝 对压力为( ). 7、下面关于流体粘性的说法中,不正确的是 A 、粘性是流体的固有属性; B 、粘性是运动状态下,流体有抵抗剪切变形速率能力的量度 C 、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性; D 、流体的粘度随温度的升高而增大 8、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 A 、切应力和压强; B 、切应力和剪切变形速率; C 、切应力和流速; D 、切应力和剪切变形。 9、一底面积为40 ×45cm 2,厚为1cm 的木块,质量为5kg ,沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动,已 知木块运动速度u =1m/s ,油层厚度d =1mm ,由木块所带动的油层的运动速度呈直线分布,求油的粘度。 (9题图) (10题图) (11题图) 10、在如上图所示的密闭容器上装有U 形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上,其压强关系为: A p 1=p 2=p 3; B p 1>p 2>p 3; C p 1
《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
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。
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。
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专
业资料 .. 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?
环工原理复习 第二章 思考题 1. 什么是换算因素?英尺和米的换算因数是多少? 同一物理量用不同单位制的单位度量时,其数值比称为换算因数;英尺和米的换算因数是3.2808. 2. 什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么? 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(因次)。 由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数,称为无量纲准数。 区别:量纲是可测量的性质,而单位是测量的标准。 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。 质量分数(摩尔分数):是混合物中某组分的质量(或物质的 量)占混合物总质量(或总物质的量)的分数。 质量比:混合物中某组分的质量与惰性组分质量的比值 关系: 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。 1摩尔任何理想气体在相同的压强和温度下有着同样的体积,因此可以用体积分数表示污染物质的浓度,在实际应用中非常方 便;同时,该单位的最大优点是与温度、压力无关。例如,10 -6 (体积分数)表示每106 体积空气中有1体积的污染物,这等价 于每106 摩尔空气中有1摩尔污染物质。又因为任何单位摩尔的 物质有着相同数量的分子,10-6(体积分数)也就相当于每106 个空气分子中有1个污染物分子。 对于气体,体积分数和质量浓度ρA (mg/m 3 )之间的关系和压力、温度以及污染物质的分子量有关。对于理想气体,可以用理想气体状态方程表示,即: 式中:p ——绝对压力,Pa 或N/m 2 ; V A ——体积,m 3 ; n A ——物质的摩尔数,mol ; R ——理想气体常数,8.314 J/(mol ·K); T ——绝对温度,K 。 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? 涵义:单位时间内以平均速度流过截面的流体体积与按实际上具有速度分布时流过同一截面的流体体积相等。 一般地,液体的流速取0.5~3.0m/s,气体则为10~30m/s 。 进行质量衡算的三个要素是什么? 进行质量衡算时,首先需要划定衡算的系统,其次要确定衡算的对象与衡算的基准。 简述稳态系统和非稳态系统的特征。 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。 稳态流动的数学特征: 衡算系统 ——用来分析质量迁移的特定区域,即衡算的空间范围 总衡算——对宏观范围进行的衡算。 微分衡算——对微元范围进行的衡算。 衡算的基准:对一定时间段或一定质量物质进行衡算 什么是封闭系统和开放系统? 封闭系统:只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统。 开放系统:当能量和物质都能穿越边界的系统。 对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现? 表现为:物料温度的升高或物态的变化。无相变情况下表现为温度的变化;有相变情况下吸收或放出潜热。 第四章思考题 热量传递的过程分为:热传导、对流传热、辐射传热。 什么是热传导? 在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,如固体、静止的液体和气体中以导热方式发生的热量传递过程,称为热传导。 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。 流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程,仅发生在液体和气体中。通常认为是流体与固体壁面之间的热传递过程。对流传热分为自然对流传热和强制对流传热。自然对流传热是指由于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发生的传热过程,例如暖气片表面附近空气受热向上流动的过程;强制对流传热是指由于水泵、风机或其他外力引起流体流动而发生的传热过程。 简述辐射传热的过程及其特点。 物体由于热的原因而发出辐射能的过程。过程:在这个过程中,物体先将热能变为辐射能,以电磁波的形式在空中传播,当遇到另一个物体时,又被其全部或部分吸收而变成热能。 特点:辐射传热不需要任何介质作媒介,它可以在真空中传播,这是辐射传热与热传导和对流传热的不同之处。 简述影响对流传热的因素。 (1)物性特征 (2)几何特征 固体壁面的形状、尺度、方位、粗糙度、是否处于管道进口段以及是弯管还是直管等。 为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强? 流体的流动增大了壁面处的温度梯度,使壁面处的热通量较静 止时大 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。 壁面附近因传热而使流体温度发生变化的区域(即存在温度梯度的区域); 试分析影响对流传热系数的因素。 不是物性参数,与很多因素有关,其大小取决于流体物性、壁面情况、流动原因、流动状况、流体是否有相变等 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? 湍流情况下,对流传热系数与流速的0.8次方成正比,与管径的0.2次方成反比。强化传热:提高流速或采用小直径的管道,其中提高流速更为有效。 什么情况下保温层厚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? 一般情况下,热损失随保温层厚度增加而减小。但对于小直径的管道,则可能出现相反的情况,即随保温层的厚度增加,热损失加大。 热损失 为最大值时的保温层直径: 什么是传热效率和传热单元数? 传热单元数是温度的函数,在数值上等于单位传热推动力引起流体温度变化的大小,表明换热器传热能力的强弱。传热效率ε: 流体可用的热量被利用的程度 影响冷凝传热的因素 (1)流体的物性:密度、粘度、导热系数、冷凝潜热; (2)冷凝膜两侧的温差; (3)蒸气流速和流向; (4)不凝性气体 在换热器的传热量及总传热系数相同的条件下,采用逆流操作, 其优点是: (1)可以节省传热面积,减少设备费; (2)或可以减少换热介质的流量,降低运行费。因此,在实际工程中多采用逆流操作 逆流操作的缺点: 热、冷流体的最高温度集中在换热器的一端,使得该处的壁温较高。对于高温换热器,应避免采用逆流操作 第四节 辐射传热 (1) 分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 固体和液体: 辐射能进入其表面后,在极短的距离内被吸收完; 一般固体和液体都是不透热体,即D =0,A+R =1; 吸收能力大的物体其反射能力就小 气体对辐射能几乎没有反射能力,可以认为R =0,A+D =1; 吸收能力大的气体,其穿透能力就差 (2) 比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 灰体: 能以相同的吸收率吸收所有波长范围的辐射能; 灰体对投入辐射的吸收率与外界无关;大多数工程材料可视为灰体; 气体不能近似地作为灰体处理. 黑体: 热辐射对温度非常敏感,低温时热辐射往往可以忽略,高温时则起主要作用。 (3) 分析物体辐射能力和吸收能力的关系。 善于吸收的物体必善于辐射;黑体的辐射能力最大。 影响物体表面的黑度的因素 物体的性质、温度以及表面状况,包括粗糙度及氧化程度,是 物体本身的特性,一般可通过实验确定。 气体辐射的特点: 1) 不同气体的辐射能力和吸收能力差别很大 2) 不同气体的辐射能力和吸收能力差别很大 3) 气体发射和吸收辐射能发生在整体气体体积内部, 即吸收和辐射与热射线所经历的路程有关 RT n pV A A =A A A x x X -=10=??t 2c 2 d d λα= =