清华大学2006年秋季学期环境工程原理第一部分本科测验题
环境工程原理考试第一部分试题
pb,m＝98.345kPa
NA
=
DAB p RTLpbm
( pA,i
−
pA,0 )
NA＝3.38×10-7kmol/(m2s)
KG＝NA/( pa,i－pa,0)
＝1.026×10-7mol/(m2Pas)
4．解：由题有
NA
=
− DAB
dcA dz
+
cA c
(NA
+
NB
)
因为有反应 2A（g）―― B(g)，所以可得 NA＝2NB
第 1 题图示 2．厚度为 240mm 的砖墙，内壁温度为 200℃，外壁温度为 20℃，砖墙的导热系 数与温度的关系可以表示为 λ = 0 .2 (1 + 2 .5 × 1 0 −3T ) W/（m·℃），试求穿过砖墙 的导热通量和砖墙中心平面的温度。（10 分） 3．在一细管中，底部水在恒定温度 298K 下向上部的干空气蒸发。干空气压力 为 0.1×106pa、温度为 298K。水蒸气在管内的扩散距离（由液面到管顶部）L＝ 10cm。在 0.1×106Pa、298K 的温度时，水蒸气在空气中的扩散系数为 DAB＝ 2.50×10-5m2/s。试求稳态扩散时水蒸气的传质通量和传质分系数。（10 分） 4．纯气体 A 通过厚为 0.01m 的气膜向催化剂表面扩散，并在催化剂的作用下， 发生瞬时化学反应 2A（g）―― B(g)，生成的气体反向扩散回来。已知总压为 101.3kPa，温度为 300K，扩散系数 DAB 为 1×10－5 m2/s。试求稳定情况下 A 的传 质通量。（15 分） 5．在一逆流操作的列管式换热器中用水将油冷却，换热器管束由 Φ25×2.5mm 的 钢管组成，油的比热为 2.5 kJ/(kg·℃)，油走管间，流量为 5000kg/h, 温度从 100℃ 冷却至 65℃，水走管内，温度从 20℃升至 45℃，油和水的对流给热系数分别为 500 W/(m2·K)和 2000 W/(m2·K)。
大学课程《环境工程原理》试题及答案
大学课程《环境工程原理》试题及答案一：简答题（60分）1、 图示管路中，流体作稳定流动。
问： （1）、静压头gpρ哪个大？为什么？ （2）、体积流量V 哪个大？为什么？（3）、质量流速哪个大？为什么？（不计阻力） 2、图示，测出A 、B 两端点的压力差？3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪几种？家里的自来水管是什么管？4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关糸？7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、 图5-2 传热糸数的单位及物理意义？ 9、强化传热的途径有哪些？ 10、蒸发操作有何特点？ 二：计算题1、容器A 、B 分别盛有水和密度为3800mKg 的洒精，中间接一水银压差计。
（1）当容器A 中的压强pa P A 410943.2⨯=（表压）时，测得m R 3.0=，m h 5.01=.m h 2.02=，求容器B 内的压强为多少？（2）当容器A 中的压强减小至pa P A 410962.1⨯=，容器B 内的压强不变， 图5-3p p则水银压差计内的读数为多少？2、用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为652.365Kpa 。
泵位于贮罐液面以下1.5m 处，吸入管路的全部压头损失为1.6m 。
异丁烷在输送条件下的密度为3530m Kg ，饱和蒸汽压为637.65Kpa 。
在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m 。
试问该泵能否正常操作？3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa （表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.1973m 的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.093m ,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少？4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量h Kg 2100，加热蒸汽的温度为C 0120，其汽化潜热为KgKj2205。
清华大学2007年秋季学期环境工程原理第一部分测验题(A)
前，尾流区较大，形体阻力大。而湍流边界层速度梯度大，边界层分离点后移，尾流区
较小，形体阻力减小，运动阻力也相应减小。
5、 一、采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等方法增大接触面积；三、
适当增加压强；四、加快废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。
6、 联立 Q＝KAΔTm＝qcCc(Tc2－Tc1)
（1）穿过砖墙的热流密度； （2）砖墙中心平面的温度。（10 分） 4．在套管换热器中用冷水将 100℃的热水冷却到 50℃，热水的质量流量为 3000kg/h。冷却 水在直径为φ180×10mm 的管内流动，温度从 20℃升至 30℃。已知热水的对流传热系数为 3490 W/（m2·K），冷水的对流传热系数为 1950 W/（m2·K）。换热器使用一段时间后，管壁 两侧均产生污垢，热侧和冷侧的污垢热阻分别为 0.00026 m2·K/W 和 0.000176m2·K/W，管壁 的导热系数为 45 W/（m·K）。若忽略热损失，且近似认为冷水和热水的比热相等，均为 4.18 kJ/（kg·K）。试求： （1）冷却水的用量； （2）两流体分别为并流和逆流流动时所需要的管长，并加以比较。（15 分）
（1）萘粒置于大范围静止空气中（注：在大范围静止空气中的传质阻力相当于通过厚 度为球半径的静止空气层的阻力）；
（2）空气处于流动状态，平均对流传质系数为 6.4×10－3m/s。（15 分） 3．厚度为 240mm 的砖墙，内壁温度为 200℃，外壁温度为 20℃，砖墙的导热系数与温度 的关系可以表示为 λ = 0 .2 (1 + 2 .5 × 1 0 −3 T ) W/（m·℃），试求：
D. 包上保温层总比原来（不包）要小
8．为减少室外设备的热损失，保温层外包一层金属皮，一般说来应该是（ ）
大学课程《环境工程原理》试题及答案
大学课程《环境工程原理》试题及答案一：填充题（20分）1、边界层的形成是流体具有_________结果。
2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_____管内的流速来计算动能项。
3、长方形的长为2a ，宽为 a ，其当量直径为_________________4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.5、经内径为158mm 的钢管输送运动粘度为s m 290的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过________。
6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将___________。
7、离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。
8、往复式压缩机的余隙糸数ε=___________,ε_______-，则容λ增大，生产能力_______________。
9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。
沉降过程有_____和_____沉降两种方式。
10、工业上常用的过滤介质主要有________、__________、___________。
11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。
12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。
13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_______、_________、_________ 。
应维持在_____________区内操作。
14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于___________________________________所引起的。
15、温度差损失包括______________、___________、___________。
清华大学环境工程原理（04--07本科期末试卷）
清华大学环境工程原理（反应工程原理部分）期末试卷（环4）清华大学本科生考试试题专用纸考试课程：环境工程原理（反应工程原理部分）环4年级2007年1月14日1、简要回答以下问题（每题6分，共24分）（1）什么是积分反应器和微分反应器？它们用于动力学实验时，各有什么优缺点？（2）反应器内的流体流动和混合状态会不会影响反应结果？为什么？（3）简要说明为什么气液相反应的宏观速率方程根据本征反应速率的快慢有不同的表达形式。
（4）在微生物反应中，细胞产率系数有哪几种表达方式？它们的取值范围是什么？2、某固定床固相催化反应器的有效体积为2m3，填充层空隙率为0.3。
反应物料以0.5m3/h的流量流入反应器。
试计算该反应器的空间时间，空间速度和实际平均接触时间。
若填充层空隙率提高到0.4，以上各参数如何变化？（10分）3、利用微生物细胞形成的颗粒状污泥处理只含有葡萄糖的废水，若不考虑处理过程中微生物的生长，仅把颗粒污泥看作固体催化剂，试回答以下问题：（15分）（1）在厌氧条件下进行该废水的处理，试分析该反应系统的微观过程。
请给出2种提高葡萄糖处理效率的途径，并分析其理论依据。
（2）在好氧条件下进行该废水的处理，试分析该反应系统的微观过程。
4、已知不可逆液相反应A →P的半衰期与A的初始浓度无关，试回答以下问题：（共30分）。
（1）给出该反应的动力学方程的一般形式。
（2）利用间歇反应器进行动力学实验（反应物料中A的初始浓度为50mol/m3），结果表明，在25oC时，A的转化率达到90％时的反应时间为2小时。
在同样的物料浓度和温度条件下，利用完全混合流反应器进行该反应时，要使A的去除率达到90％，反应物料需在反应器中平均停留多少时间？（3）该反应在有效容积为2m3的全混流连续反应器内进行，物料流量为1m3/h ，试计算A的转化率。
保持物料流量不变，将出口处物料回流（回流比为0.5），A的转化率如何变化？（4）该反应在有效容积为2m3的平推流反应器内进行，物料流量为1m3/h ，试计算A的转化率。
《环境工程原理》复习题(专升本)
《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1.013×105Pa 、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sm 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。
16球形颗粒在静止流体中作重力沉降，所受到的力分别为________、_______和_______。
大学课程《环境工程原理》试题及答案
大学课程《环境工程原理》试题及答案一：填充题（20分）1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜率等于_______，提馏段操作线的斜率等于________ ,回流比等于____________, 馏出液等于___________,回流液量等于_____________。
2、理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力，形成的混合溶液中没有__________________.___________________。
3、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成______,塔底组成________4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度，其原因________________、________________________________________________________。
5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中70.04=x ，试判断：=4y ______、 =5y ______ 、=5x ____。
6 、塔板负荷性能图中有______线，分别是___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。
7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面是_____________、___________、_____________、______________。
8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是__________________，对数平均推动力法的适用条件是__________________， 梯级图解法的适用条件是____________, 图解积分法的适用条件是_______。
9、生产上常见的脱吸方法有___________、____________、__________。
环境工程原理复习题答案
环境工程原理复习题答案一、单项选择题1. 环境工程中，下列哪项不是水污染的主要来源？A. 工业废水B. 农业化肥C. 城市生活污水D. 大气污染答案：D2. 环境工程中，哪种方法不适用于处理有机污染物？A. 生物降解B. 活性炭吸附C. 化学沉淀D. 光催化氧化答案：C3. 环境工程中，大气污染的主要来源不包括以下哪项？A. 工业排放B. 交通尾气C. 家庭烹饪D. 海洋污染答案：D二、多项选择题1. 环境工程中，下列哪些因素会影响土壤污染？A. 农药使用B. 工业废弃物C. 城市垃圾D. 地下水流动答案：A, B, C2. 环境工程中，哪些是水处理中常用的物理方法？A. 沉淀B. 过滤C. 反渗透D. 离子交换答案：A, B三、判断题1. 环境工程中，生物处理法可以有效地去除水中的氮、磷等营养物质。
（对）2. 环境工程中，所有的大气污染物都可以通过植物吸收来净化。
（错）3. 环境工程中，土壤修复技术通常不包括物理修复方法。
（错）四、简答题1. 简述环境工程中固体废物的处理方法有哪些？答：固体废物的处理方法主要包括物理处理、化学处理和生物处理。
物理处理包括压实、破碎、分选等；化学处理包括化学稳定化、化学分解等；生物处理包括堆肥化、厌氧消化等。
2. 描述环境工程中大气污染的控制技术。
答：大气污染的控制技术主要包括燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制。
燃烧前控制包括燃料脱硫、脱硝等；燃烧中控制包括优化燃烧条件、使用低污染燃烧技术等；燃烧后控制包括烟气脱硫、脱硝、除尘等。
五、计算题1. 某工厂排放的废水中，COD（化学需氧量）浓度为500mg/L，若采用生物处理法，处理效率为80%，求处理后废水的COD浓度。
答：处理后废水的COD浓度= 500mg/L × (1 - 80%) = 100mg/L。
2. 某城市生活垃圾填埋场，每日产生垃圾量为1000吨，若垃圾的生物降解率为50%，求一年内该填埋场产生的甲烷量（假设每吨垃圾产生甲烷50立方米）。
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积分得
N Adz
=
DAB
dcA cA −1
2c
N Adz
=
2DABc L
ln
cA,0
c cA,i
−2 −2
=
2DABc L
ln
yA,0 yA,i
−2 −2
c
对于瞬间反应有 ya,i＝0，ya,0＝1，代入上式
NA＝-5.63×10-5kmol/(m2s)
5．解：（1）因为为逆流操作，所以有
2006 年秋季学期《环境工程原理》第一部分测验题
姓名
学号
一、简答题(共 40 分)
1．在空气－水间壁换热器中，为强化换热可采取哪些措施？传热壁面的温度接 近于哪一侧的温度？（4 分）
2．为减少室外设备的热损失，在保温层外包一层金属皮，一般会采用表面光滑、 颜色较浅的材料，试说明原因。（4 分）
3．有一转子流量计，原来用钢制转子，现改用形状相同的塑料转子代替，此时 同刻度下的流量如何变化？为什么？（4 分）
8．大推动力：化学吸收，逆流；
增大传质系数：加大流速，增加扰动或加填料；
增大接触面积：液滴。
9．增大，写出与流速和管径的关系，1.9 倍。
10． 16 倍，公式。
二、计算题(共 60 分)
1． 解：取池塘 1 为恒算系统，稳态下，积累量为 0
再取池塘 2
10×104×20＋1×104×120－11×104ρ1－0.3×5×104＝0 ρ1＝25.60mg/L
一、简答题(共 40 分)
1．（1）提高总传热系数：气侧传热控制，所以强化气侧，走管外，加翅片；水 侧提高流速；提高温差采用逆流操作。
（2）接近水侧温度，因为水侧热阻小，温差小。
2．（1）表面光滑，减小对流传热系数，减少对流热损失。
（2）颜色较浅，辐射能力弱，减小辐射热损失。
3．流量变小；写出公式
4．导热量减小，因为总热阻增加；内层温差增加或外层温差减小。因为没有给 出内外温度的高低，所以答出温差变化即可
5．写出公式（1 分）
6．（1）等分子反向扩散时： NA,D（ ＝ ）NA （ > ）NM （ ＝ ）0 （2）A 组分单向扩散时： NM （ = ）NA （ > ）NA,D （ > ）0
7．（1）湍流边界层减小，速度梯度大，摩擦力大；分子传递厚度减小，传递阻 力减小，速率增大。
（2）弯管处产生环流，扰动剧烈，摩擦力增大，利于传热。
第 1 题图示 2．厚度为 240mm 的砖墙，内壁温度为 200℃，外壁温度为 20℃，砖墙的导热系 数与温度的关系可以表示为 λ = 0 .2 (1 + 2 .5 × 1 0 −3T ) W/（m·℃），试求穿过砖墙 的导热通量和砖墙中心平面的温度。（10 分） 3．在一细管中，底部水在恒定温度 298K 下向上部的干空气蒸发。干空气压力 为 0.1×106pa、温度为 298K。水蒸气在管内的扩散距离（由液面到管顶部）L＝ 10cm。在 0.1×106Pa、298K 的温度时，水蒸气在空气中的扩散系数为 DAB＝ 2.50×10-5m2/s。试求稳态扩散时水蒸气的传质通量和传质分系数。（10 分） 4．纯气体 A 通过厚为 0.01m 的气膜向催化剂表面扩散，并在催化剂的作用下， 发生瞬时化学反应 2A（g）―― B(g)，生成的气体反向扩散回来。已知总压为 101.3kPa，温度为 300K，扩散系数 DAB 为 1×10－5 m2/s。试求稳定情况下 A 的传 质通量。（15 分） 5．在一逆流操作的列管式换热器中用水将油冷却，换热器管束由 Φ25×2.5mm 的 钢管组成，油的比热为 2.5 kJ/(kg·℃)，油走管间，流量为 5000kg/h, 温度从 100℃ 冷却至 65℃，水走管内，温度从 20℃升至 45℃，油和水的对流给热系数分别为 500 W/(m2·K)和 2000 W/(m2·K)。
pb,m＝98.345kPa
NA
=
DAB p RA,0 )
NA＝3.38×10-7kmol/(m2s)
KG＝NA/( pa,i－pa,0)
＝1.026×10-7mol/(m2Pas)
4．解：由题有
NA
=
− DAB
dcA dz
+
cA c
(NA
+
NB
)
因为有反应 2A（g）―― B(g)，所以可得 NA＝2NB
⑴ 如果忽略污垢热组，求总传热系数 K 和所需的传热面积 A； ⑵ 该换热器使用一年后，有油垢和水垢生成，设油垢和水垢的热阻分别为 0.0002 m2·K/W 和 0.00025 m2·K/W，求此时的总传热系数 K 和所需的传热面积 A。 ⑶ 若要提高 K 值，应采取什么措施？（15 分）
参考答案
+ rs水
A1 A2
K＝318.73W/(m2K)
同时有
代入数据得
Q＝KAΔTm＝CpqmΔT 油
A＝7.65m2 （3）提高 K 值，应在油侧加装翅片，增大传热面积，并应注意清除表面污 垢。
对于总传热系数 K 有
ΔT1＝55℃，ΔT2＝45℃ ΔTm＝49.832℃
代入数据得
1 = 1 + 1 A1 K α油 α水 A2
K＝380.95W/(m2K)
又有
代入数据得
Q＝KAΔTm＝CpqmΔT 油
A＝6.40m2
（2）对于总传热系数 K 有
代入数据得
1 K
=1 α油
+1 α水
A1 A2
+ rs油
）0 ）0
7．流体在直管内流动时，同时发生传质过程。当流速增加致使流态有层流变为 湍流时，对流动阻力和传递阻力产生什么影响？当流体流过弯管时，对流动阻力 和传递阻力产生什么影响？（4 分）
8．某工业废气中含有氨，拟采用吸收法进行预处理。根据你所学的知识，分析 提高去除效率的方法。（5 分）
9．一定流量的液体在 Φ25×2.5mm 直管内湍流流动，如流量和物性都不变，改用 一根 Φ19×2.5mm 的直管，则 α 值将如何变化，变化量为多少？（4 分）
4．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层 厚度相同。在其它条件不变时，若将第二层和第三层互换，则导热量如何变化？ 若内层温度高于环境温度，则第二层和第三层间的截面温度如何变化？请简单说 明原因。（4 分）
5．由 A、B 两组分组成的双组分系统中，在一般情况下进行分子扩散时（有主 体流动，且 NA≠NB），在总浓度 c 恒定的条件下，试证明 DAB=DBA。（4 分）
6．已知分子扩散时，通过某一截面的组分 A 的传质通量、分子扩散通量和总物 质通量分别为 NA，NA,D，NM。在以下两种情况下，分别在括号内填写“﹤”或“﹦” 或“﹥”，表示出三者的关系。（3 分）
（1）等分子反向扩散时： NA,D（ （2）A 组分单向扩散时： NM （
）NA （ ）NA （
）NM （ ）NA,D （
11×104ρ1－11×104ρ2－3×104×0.3×ρ2＝0 ρ2＝23.66mg/L
2．解：由题有
q = −λ dT dy
q = −0.2(1+ 2.5×10−3T ) dT dy
∫ 0.24 qdy = −(0.2T + 0.5× 0.2 × 2.5×10−3T 2 ) 20
0
200
q＝191.25W/m2
10．327℃的黑体辐射能力为 27℃黑体辐射能力的多少倍？简写出求解过程。（4 分）
二、计算题(共 60 分) 1．某一双池塘系统如图所示。上游流量为 10×104m3/d，其中有机物浓度为 20mg/L。第一个池塘的容积为 5.0×104m3，第二个池塘的容积为 3.0×104m3。有 一股流量为 1×104m3/d 的污水进入第一个池塘，有机物浓度为 120mg/L。有机物 降解符合一级反应动力学，降解速率常数为 0.30d－1。不考虑蒸发、渗漏或降雨 等因素，假设每一个池塘都呈完全混合状态，求稳定状态下每个池塘出水的有机 物浓度。（10 分）
另，设砖墙中心平面的温度为 T，则有
∫ 0.12 qdy = −(0.2T + 0.5× 0.2× 2.5×10−3T 2 ) T
0
200
T＝117.88℃
3．解：298K 下，水蒸气的饱和蒸汽压为 3.291kPa
所以有
pa,i＝3.291kPa pa,0＝0 pb,0＝100kPa pb,i＝96.709kPa