环境工程原理复习解析
环境工程原理总复习
三、环境净化与污染控制技术概述
（五）物理性污染控制技术 物理性污染的种类： 噪声、电磁辐射、振动、热污染等。
（二）膜分离特点 • 膜分离过程不发生相变，能耗较低，能量转化效率高。 • 可在常温下进行，特别适于对热敏感物质的处理。 • 不需要投加其他物质，可节省化学药剂，并有利于不改变分离物质原有 的属性。 • 在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，能回收有价值的物质。 • 膜分离装置简单，可实现连续分离，适应性强，操作容易且易于实现自 动控制。
第六章 沉降
第II篇 分离过程原理
分离过程的分类？
• 机械分离：非均相混合体系（两相以上所组成的 混合物）
• 传质分离：均相混合体系 • 平衡分离过程（借助分离媒介，如溶剂或吸附 剂等，使均相混合体系变成两相系统） • 速率分离过程（在某种推动力下，利用各组分 扩散速率的差异实现组分分离）
第一节 沉降分离的基本概念
表示旋风分离器的分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。
(1) 临界直径
临界直径是指在旋风分离器中能够从气体中全部分离出来的最小
颗粒的直径，用dc表示。
(2) 分离效率
dc
9B πuiP N
（6.3.9）
总效率：指进入旋风分离器的全部粉尘中被分离下来的粉尘的质
量分数。
粒级效率：表示进入旋风分离器的粒径为di的颗粒被分离下来的
（3）温度：是影响黏度的主要因素。 当温度升高时，液体的黏度减小，气体的黏度增加
环境工程原理总复习
环境工程原理总复习环境工程原理是指以环境保护和环境治理为目标，通过分析和研究环境问题的形成机理和传递规律，制定相应的控制和治理策略的一门学科。
环境工程原理的内容涵盖了环境科学、工程学、化学、生物学等多个学科的知识。
下面，我将从环境问题的形成机理、环境传递规律以及环境治理策略等方面进行总复习。
一、环境问题的形成机理：1.自然因素：自然界的地质、气象和生态等因素对环境产生重大影响，如地震、气候变化和生物多样性丧失等。
2.人为因素：人类的经济活动和生活方式导致了许多环境问题，如工业排放、生活垃圾和土地开发等。
3.综合因素：环境问题的形成往往是多种因素综合作用的结果，不同因素之间存在相互作用和影响。
二、环境传递规律：1.污染物的传递途径：污染物可以通过大气、水体和土壤等媒介传递和扩散，其中大气传递是最常见和普遍的途径。
2.污染物的转化与迁移：污染物在环境中会发生物理、化学和生物等转化过程，同时会迁移到不同的介质中，形成环境污染链。
3.污染物的累积与富集：一些污染物在环境中具有累积和富集的特性，例如重金属和有机污染物可能在食物链中逐步积累并富集到高等级生物体内。
4.污染物的生态效应：污染物对生态系统的影响主要表现为对生物多样性、物种组成和群落结构的破坏，以及对食物网、能量流动和物质循环的干扰。
三、环境治理策略：1.源头控制：通过减少或改变污染物排放源头来控制环境污染，例如采用清洁生产技术、节能减排政策等。
2.污染物去除与处理：采用物理、化学和生物等方法去除和降解环境中的污染物，例如大气净化器、废水处理设施和土壤修复技术等。
3.环境监测与评估：建立完善的环境监测和评估体系，及时掌握环境质量状况和污染源情况，为环境治理提供科学依据。
4.环境管理与政策：制定和完善环境管理制度和政策，加强环境管理与监管，促进环境保护和可持续发展。
以上只是环境工程原理的简单总结，实际上环境工程原理领域非常广泛，涉及的问题和方法也非常多样化。
环境工程原理知识点总结
环境工程原理知识点总结环境工程原理是研究环境质量与环境保护的基本理论和方法。
环境工程原理主要包括环境科学、水污染控制与处理、大气污染控制与处理、土壤污染与修复、噪声与振动控制、固体废物处理、环境监测等方面的知识点。
以下是环境工程原理的主要知识点总结：1.环境科学基础知识：-环境系统：包括生物系统、物理系统和人类社会系统。
-环境元素：空气、水、土壤等。
-环境因子：温度、湿度、光照、风等。
-环境质量指标：COD、BOD、PH、悬浮物浓度等。
2.水污染控制与处理：-水污染的类型：有机污染物、无机污染物、微生物等。
-水污染的处理方法：生物处理、物理化学处理、深度处理等。
-水污染的监测与评价：水质监测、水环境风险评估等。
3.大气污染控制与处理：-大气污染的源：工业排放、机动车尾气、生物排放等。
-大气污染的类型：颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等。
-大气污染的传输与扩散：大气层结、稳定层等。
-大气污染的控制技术：燃烧优化、脱硫、脱氮等。
4.土壤污染与修复：-土壤污染的种类：重金属污染、有机物污染等。
-土壤污染的评价与监测：土壤抽样、土壤测试分析等。
-土壤污染的修复技术：生物修复、物理修复、化学修复等。
5.噪声与振动控制：-噪声的特性：频率、声压级、声功率等。
-噪声的控制措施：隔声、减振、降噪等。
-振动的特性与控制：振幅、频率、衰减等。
6.固体废物处理：-固体废物的分类：可回收物、有害废物、垃圾等。
-固体废物处理的方法：焚烧、填埋、回收等。
-固体废物处理的环境影响：渗滤液、气体排放等。
-固体废物处理的管理与政策：废物分类、资源化利用等。
7.环境监测：-环境监测的目的和重要性：掌握环境质量状况、评估环境风险等。
-环境监测的技术与方法：样品采集、分析测试等。
-环境监测的指标与标准：空气质量指数、水质量标准等。
-环境监测的运行与管理：监测站点布局、数据管理等。
以上是环境工程原理的主要知识点总结，通过学习和掌握这些知识点，可以帮助我们更好地理解环境工程领域的原理与应用，为环境保护和治理提供科学依据和技术支持。
环境工程原理复习资料
环境工程原理复习资料第i篇环境工程原理基础第一节普通物理量（1）什么是换算因数？英尺和米的换算因数是多少？（2）什么是量纲和无量纲标准？单位和尺寸之间有什么区别？（3）质量比和分数有什么区别？给出了质量比的应用实例。
（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）质量会计的三个要素是什么？（2）简述了稳态系统和非稳态系统的特点。
（3）质量衡算的基本关系是什么？（4）以所有成分为对象时，质量平衡方程的特点是什么？（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）物质的总能量成分是什么？系统中能量的变化与环境之间的关系是什么？（2）什么是封闭系统和开放系统？（3）简述了热平衡方程的含义。
（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，系统能量变化率可如何表示？第一节管道系统平衡方程（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）扩展的伯努利方程显示了管道中各种机械能变化与外部能量之间的关系。
简要描述了这种关系，并解释了方程的适用条件。
（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？（7）简要描述了层流和湍流的流型特征。
（8）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。
（9）流体流动时产生阻力的根本原因是什么？（10）在什么情况下，牛顿粘度定律可以用来计算剪切应力？什么是牛顿流体？（11）简述了温度和压力对液体和气体粘度的影响。
环境工程原理讲解学习
环境工程原理名词解释⒈物理量:由数值和计量单位两部分表示出来，物理量=数值×计量单位。
⒉衡算系统：分析各种与质量传递和转化有关的过程时，首先确定一个用于分析特定区域，及衡算空间范围。
⒊沉降分离：含有颗粒物的流体至于某种立场中，使颗粒与连续相的流体之间发生相对运动，沉降到器壁、器底或其他沉积表面，从而实现颗粒与流体的分离。
⒋临界直径：在旋风分离器中能从气体中全部分离出来的最小颗粒直径。
用de 表示。
⒌惯性沉降：由惯性力引起的颗粒与流线的偏离，使颗粒与障碍物上沉降的过程。
⒍过滤：分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。
⒎吸收：依据混合气体各组分在统一液体溶剂中的物理溶解度的不同，而将气体混合物分离的操作过程。
⒏吸附分离：通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。
⒐萃取分离：在欲分离的原料混合液中加入一种或其不相溶或部分相溶的液体溶剂，形成两相体系，在充分混合条件下，利用混合液中被分离组分在两相中分配差异的性质，使该组分从混合液转移到液体溶剂中，从而实现分离。
⒑反应速率：一般为单位时间单位体积反应层中该组分的反应量或生成量。
⒒当量直径：不规则形状颗粒的尺寸可以用与它的某种几何量相等的球形颗粒的直径表示。
⒔穿透点：当吸附区的下端达到床层底部时，出口流体的浓度急剧升高，这时（穿透曲线）对应的点。
（326）⒕离子交换：通过固体离子交换剂中的离子和溶液中的离子进行等当量的交换来除去溶液中某些离子的操作。
⒖膜分离：是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推力，是原料中的某组分选择性地优先通过膜，从而到达混合物分离和产物的提取、浓缩、纯化等目的。
填空题1、根据污染物的不同，水污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染三大类。
物理处理法：沉淀、离心分离、气浮、过滤、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等；化学性污染：中和法、化学沉淀法、氧化法、还原法、电解法、超临界分离法、汽提法、吹脱发、萃取法、吸附法等生物处理法：好样处理法、生态技术、厌氧处理法等2、空气净化与大气污染控制技术可分为分离法和转化法两大类。
环境工程原理-课后习题解答1绪论
绪论1、物料衡算问题反渗透装置可以将高盐分的海水分离成淡水和浓度更高的废盐水，用反渗透装置进行海水淡化，其流程如下，将含盐量为3.2%（质量分数，下同）、流量为1000kg/h 的海水与反渗透装置回流的废盐水混合成浓度为4%的盐水。
送入反渗透装置中进行淡化分离，淡水的含盐量为0.05%，废盐水的含盐量为5.25%，试求：（1）每小时获得的淡水量（2）回流液占生成废盐水的质量分数解：(1)对总物系进行物料衡算（盐水总量和盐分别进行衡算）221100210x q x q x q q q q +=+=)1000(%25.5%2.3100011⨯-+⨯=⨯q q q 1=605.77 kg/hq 2=394.23 kg/h(2) 对汇合处进行衡算（含盐量相等列等式）%4)1000(%25.5%2.3330⨯+=⨯+⨯q q qq 3=640 kg/h回流百分比：%37.5164077.605640313=+=+=q q q η2、物料衡算连续蒸发回收某废弃液中的FeCl3的流程，如下图。
废弃液的质量分数为20%，送入蒸发器的流量为1000kg/h 。
蒸发器中的废弃液被浓缩到50%时，用泵送入结晶器中冷却结晶，析出含4%结晶水的FeCl3晶体，结晶产品由结晶器底排出。
结晶器中质量分数为37.5%的母液被送回至蒸发器进口，与新的废弃液混合后进入蒸发器浓缩。
试求：（1）每小时由蒸发器排出的水汽量，结晶器排出的产品量；（2）每小时从结晶器回流的母液量和蒸发器送入结晶器的浓缩液的量。
（3）蒸发器进口混合液中FeCl3的浓度。
解：（1）总衡算：221100210w q w q w q q q q v v v v v v +=+= 代入数据： )04.01(%2010001000221-=⨯+=v v v q q q解得：hkg q hkg q v v /3.208/7.79121== （2）以结晶器为物料衡算单位 442233423)1(w q w q w q q q q v v v v v v +-=+= 4343375.096.03.2085.03.208v v v v q q q q +⨯=+= hkg q hkg q v v /5.766/8.97443== （3）%6.275.7661000375.05.7662.01000=+⨯+⨯3、微分热量衡算一污水池内有50m3的污水，温度为15℃，为加速消化过程，需将其加热到35℃。
环境工程原理重点
环境工程原理重点第一部分一、量纲与无量纲1.量纲：用来描述物体或系统物理状态的可测量性质。
量纲与单位不同，其区别在于，量纲是可测量的性质，而单位是测量的标准，用这些标准和确定的数值可以定量的描述量纲。
表示：如【长度】或【L】表示长度的量纲，不是具体确定数值的某一长度。
分类：基本量（质量M、长度L、时间t、温度T）和导出量。
导出量量纲可用基本量量纲组合形式表示。
2. 无量纲准数：由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。
无量纲准数实际上量纲为1，其数值与所选单位制无关，但组合群数单位统一。
雷诺数Re：惯性力与黏性力之比，用于判断流体的流动状态。
定义式：Re=ρu L/μ（ρ：密度，kg/m³；u：流速，m/s；μ：黏度，kg/(m·s)）二、常用物理量及其表示方法（一）浓度1.质量浓度：ρ A =m A/V（ρA：组分A的质量浓度，kg/m³；m A：混合物中组分A的质量，kg；V：混合物的体积，m³）2.物质的量浓度：c A=n A/V（c A：组分A的物质的量浓度，kmol/m³；n A：混合物中组分A的物质的量，kmol）3.两者关系：c A=ρA/M A（M A：组分A的摩尔质量，kg/kmol）4.质量分数：x mA=m A/m(x mA：组分A的质量分数；m：混合物的总质量，kg)5.理想气体状态方程：pV A=n A RT（p：混合气体的绝对压力，Pa；V A：组分A的体积，m³；n A：组分A的物质的量，mol；R：理想气体常数，8.314 J/（mol·K）；T：混合气体的绝对温度，K）6.摩尔分数：x A=n A/n（x A：组分A的摩尔分数；n：混合物总物质的量，mol）7.质量比：混合物中某组分的质量与惰性组分质量的比值。
以X mA表示。
X mA=m A/(m-m A) (X mA：组分A的质量比，量纲为1；m-m A：混合物中惰性物质的质量，kg) 摩尔比：混合物中某组分的物质的量与惰性组分物质的量的比值。
环境工程原理复习资料
环境工程原理复习资料环境工程原理是环境科学与工程中的重要部分，是环境保护工程师必须掌握的基础知识和技能。
环境工程原理主要包括水污染、空气污染、噪声污染、固体废弃物处理和环境监测等方面。
本文将就环境工程原理的复习资料进行探讨。
一、环境工程原理的基本概念环境工程原理是一门综合性学科，涉及多个学科领域。
其主要任务是研究环境保护的技术、方法和策略，以达到保护人类环境和生态系统的目的。
环境工程原理的理论基础包括物理学、化学、生物学、数学、计算机科学等方面。
在实践过程中，环境工程原理结合了机械工程、建筑工程、材料工程、电气工程等多个领域的技术手段。
二、环境工程原理的复习方法环境工程原理的学习和掌握需要付出较高的学习成本，需要深入理解各种理论知识和技术手段。
考虑到环境工程原理相关知识点繁多，我们需要采取科学有效的复习方法来提高学习效率。
具体的方法如下：1. 构建知识结构体系环境工程原理的相关知识点十分复杂，因此在学习的过程中需要按照思维导图的方法逐步梳理知识结构体系，以便将具体知识点融会贯通。
比如，在学习水污染处理时，先了解废水的来源、组成、性质等基本概念，接着朝着处理方法、处理设备、处理技术等方面学习，并将各种技术的原理、工作原理、应用场景等内容整合为一个完整的体系。
2. 练习解决实际问题环境工程原理不仅需要理论知识，更需要实践经验。
因此建议将所学知识运用到实际问题解决中，并在操作的过程中学习和巩固相关知识。
可以寻找一些相关实际问题，如水污染处理药剂的制定、设备故障维护等，通过分析问题并融合所学知识解决它们，提高教学质量和学习效果。
3. 多样化的学习方式在学习环境工程原理中，应该多途径、综合性地进行学习。
其中包括课堂讲解、实验课、考试、群体讨论、论文阅读等。
4. 复习考试题库环境工程原理所面对的考试难度较大，因此复习的考试题库一定不能忽视。
复习考试题库除了加强对所学知识点的掌握外，还能够有效提高解决实际问题的思维能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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5×105D.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 x1/5Re 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：（以气相分压差为推动力时）在通常的吸收操作条件下，kG和kL的数值大致相当，而不同溶质的亨利系数值却相差很大。
对于易溶气体：H值很大，液膜阻力相对很小……称为气膜控制用水吸收NH3、HCl等属于气膜阻力控制的传质过程。
对于难溶气体：H值很小, 液膜阻力相对很大……称为液膜控制比如，用水吸收CO2, O2就属于液膜阻力控制的传质过程。
如果气膜、液膜传质阻力相当：两者都不可忽略，总传质速率由双膜阻力联合控制，比如，用水吸收SO2就属于这种情况。
*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气膜和液膜。
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。
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。
⑵对流传热的影响因素①物性特征：a.流体的密度ρ或比热容Cp越大，流体与壁面间的传热速率越大；b.导热系数λ越大，热量传递越迅速；c.流体的粘度μ越大，越不利于流动，会削弱与壁面的传热。
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。
③流动特征：a.流动起因（自然对流＜强制对流）b.流动状态（层流＜＜湍流）c.有无相变化（液体沸腾、蒸汽冷凝，有＞无）d.流体对流方式（并流、逆流、错流）。
3.2 常压、20℃的空气稳定流过平板壁面，在边界层厚度为 1.8mm处的雷诺数为6.7×104。
求空气的外流速度。
解：设边界层厚度为δ；空气密度为ρ，空气流速为u。
由题，因为湍流的临界雷诺数一般取5×105＞6.7×104，所以此流动为层流。
对于层流层有同时又有两式合并有即有4.641×（6.7×104）0.5＝u×1×103kg/m3×1.8mm /（1.81×10－5Pa·s）u＝0.012m/s3.3 污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。
两池水面差最大为10m，管路摩擦损失为4J/kg，流量为34 m3/h。
求提升水所需要的功率。
设水的温度为25℃。
解：设所需得功率为N e，污水密度为ρN e＝W e q vρ＝（gΔz＋∑h f）q vρ=(9.81m/s2×10m+4J/kg)×1×103kg/m3×34/3600m3/s= 964.3W3.4 如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm减缩至200mm。
为了粗略估计管道中的空气流量，在锥形接头两端各装一个U管压差计，现测得粗管端的表压为100mm 水柱，细管端的表压为40mm水柱，空气流过锥形管的能量损失可以忽略，管道中空气的密度为1.2kg/m3，试求管道中的空气流量。
图3-2 习题3.4图示解：在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程：u12/2＋p1/ρ＝u22/2＋p2/ρ由题有u2＝4u1所以有u12/2＋p1/ρ＝16u12/2＋p2/ρ即15 u12＝2×(p1- p2)/ρ=2×(ρ0-ρ)g(R1-R2)/ρ=2×（1000-1.2）kg/m3×9.81m/s2×（0.1m－0.04m）/（1.2kg/m3）解之得u1＝8.09m/s所以有u2＝32.35m/sq v＝u1A＝8.09m/s×π×（200mm）2＝1.02m3/s3.6 水在圆形直管中呈层流流动。
若流量不变，说明在下列情况下，因流动阻力而产生的能量损失的变化情况：（1）管长增加一倍；（2）管径增加一倍。
解：因为对于圆管层流流动的摩擦阻力，有（1）当管长增加一倍时，流量不变，则阻力损失引起的压降增加1倍（2）当管径增加一倍时，流量不变，则u m,2＝u m,1/4d2=2d1即压降变为原来的十六分之一。
3.7 水在20℃下层流流过内径为13mm、长为3m的管道。
若流经该管段的压降为21N/m2。
求距管中心5mm处的流速为多少？又当管中心速度为0.1m/s时，压降为多少？解：设水的黏度μ=1.0×10-3Pa.s，管道中水流平均流速为u m根据平均流速的定义得：所以代入数值得21N/m2＝8×1.0×10-3Pa·s×u m×3m/（13mm/2）2解之得u m＝3.7×10－2m/s又有u max＝2 u m所以u＝2u m[1－（r/r0）2]（1）当r＝5mm，且r0＝6.5mm，代入上式得u＝0.03m/s（2）u max＝2 u mΔp f’＝u max’/ u max·Δp f＝0.1/0.074×21N/m＝28.38N/m3.8 温度为20℃的水，以2kg/h的质量流量流过内径为10mm的水平圆管，试求算流动充分发展以后：（1）流体在管截面中心处的流速和剪应力；（2）流体在壁面距中心一半距离处的流速和剪应力（3）壁面处的剪应力解：（1）由题有u m＝q m/ρA＝2/3600kg/s/（1×103kg/m3×π×0.012m2/4）＝7.07×10－3m/s管内流动为层流，故管截面中心处的流速u max＝2 u m＝1.415×10－2m/s管截面中心处的剪应力为0（2）流体在壁面距中心一半距离处的流速：u＝u max（1－r2/r02）u1/2＝1.415×10－2m/s×3/4＝1.06×10－2m/s由剪应力的定义得流体在壁面距中心一半距离处的剪应力：τ1/2＝2μu m/r0＝2.83×10－3N/m2（3）壁面处的剪应力：τ0＝2τ1/2＝5.66×10－3N/m23.9 一锅炉通过内径为3.5m的烟囱排除烟气，排放量为3.5×105m3/h，在烟气平均温度为260℃时，其平均密度为0.6 kg/m3，平均粘度为2.8×10－4Pa·s。
大气温度为20℃，在烟囱高度范围内平均密度为1.15 kg/m3。
为克服煤灰阻力，烟囱底部压力较地面大气压低245 Pa。
问此烟囱需要多高？假设粗糙度为5mm。
解：设烟囱的高度为h，由题可得u＝q v/A＝10.11m/sRe＝duρ/μ＝7.58×104相对粗糙度为ε/d＝5mm/3.5m＝1.429×10－3查表得λ＝0.028所以摩擦阻力建立伯努利方程有u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σh f由题有u1＝u2，p1＝p0－245Pa，p2＝p0－ρ空gh即（h×1.15 kg/m3×9.8m/s2－245Pa）/（0.6kg/m3）＝h×9.8m/s2＋h×0.028/3.5m×（10.11m/s）2/2 解之得h＝47.64m3.10用泵将水从一蓄水池送至水塔中，如图3-4所示。