环境工程原理试题库

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一、填空题(每空 1 分,共 20 分) 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、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, 该浓度可表示为 157.06 µg/m3。 4、某室内空气中O3的浓度是 0.08×10-6(体积分数),在大气压力为 0.83×105Pa 和 15℃下,该浓度可表示为 2.77×10-9 mol/L。 5、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 。 6、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 ∂ = 0 。
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D. 不确定
11、在管壳式换热器中,冷热流体之间换热,若将壳程由单程改为双程,则传热
温度差( A )。
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D. 不确定
12、气体吸收时,若可溶气体的浓度较高,则总体流动对传质的影响是( A )。
A. 增强
B. 减弱
C. 不变
D. 不确定
13、下面各影响因素中,使流动阻力减小的是( C )
时,同刻度下的流量( B )。
A.增加
B.减少
C.不变
D.不确定
6、水在两根同轴套管组成的环隙内作稳定的轴向层流流动,对流动充分发展的区域,
下述结论中的( A )是错误的。
A.速度分布沿半径方向呈抛物线型
B.速度分布沿轴向均匀
C.速度最大处的剪应力为零
D.在环隙的内外两壁面上的速度相等
7、在外径为d的圆管外包裹厚度为b的保温层(导热系数为λ),保温层外的对
23、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。
24、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 。
25、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。
(b)先向反应器中加入 B,之后连续加入 A 的浓度变化曲线:(2 分)
4、某工业废气中含有氨,拟采用吸收法进行预处理。根据所学知识,分析提高 氨去源自文库效率的方法和具体措施。 答:(1)采用吸收能力较强的洗液,如酸性溶液;
(2)采用喷雾等方法增大接触面积; (3)适当增加压强; (4)加快废气流速,加强扰动; (5)逆向流动等等。 5、在深层过滤中,为什么要尽量避免表层滤料的堵塞? 答:深层过滤中表层的堵塞引起的水头损失接近于指数函数增加,后果会造成滤 料表层以下的滤料层不能充分利用而使过滤运行周期变短。
1、从传热角度看,下面几种冷却发电机的方式中,( D )的冷却效果最好。
A.水冷 B.氢冷 C.气冷 D.水沸腾冷却
2、物体能够发射热辐射的基本条件是( A )
A.温度大于0K B.具有传播介质 C. 具有较高温度 D.表面较黑
3、下列气体中,可以视为热辐射透明体的是( B )
A. 二氧化碳 B. 空气
∂t 7、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 。 8、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。 9、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。 10、 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 。 11、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 。 12、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。 13、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。
14、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。
15、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 。
16、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。
9、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?
答:(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。
10、采用旋流分离器和离心机对悬浊液中的固体成分进行分离,如果改变装置直
B. 表面粗糙,颜色较深
C. 表面粗糙,颜色较浅
D.表面光滑,颜色较深。
9、327 ℃的黑体辐射能力为 27℃黑体辐射能力的( C )倍。
A. 4
B. 8
C. 16
D. 32
10、一定流量的含有A组分的液体沿平壁面湍流流动,其对流传质系数k=100m2/s,
如浓度和物性都不变,流速增加,则k值( A )
1、乙酸的水解反应可以近似看作一级反应,该反应在 300K时的速率方程为:
-rA(mol·m-3·s-1)=2.77×10-3cA。将乙酸浓度为 600mol/m3的液体以 0.05m3/min 的速度送入一完全混合流反应器。试求以下几种情况下的乙酸的转化率:
(1)反应器的体积为 0.80m3时;
(2)0.40m3的反应器,2 个串联使用时;
易形成的情况。此时固体颗粒被过滤介质截留,并在其表面逐渐积累成滤饼,其 后逐渐增厚的滤饼层成为真正有效的滤饼层。(3分)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,过滤通道长而曲折,颗粒物随流体可进入过滤 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上而与流 体分开。(2分) 3、对于由以下两个反应构成的反应系统,试通过浓度变化曲线定性说明在下述 半间歇操作系统中各组分的浓度变化。 (1)先向反应器中加入 A,之后连续加入 B; (2)先向反应器中加入 B,之后连续加入 A; 答:(a)先向反应器中加入 A,之后连续加入 B 的浓度变化曲线:(3 分)
C. 水蒸汽
D. 二氧化硫气体
4、有两台同样的管壳式换热器,拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度
一定时,为使气体温度降到最低应采用的流程为( D )。
A.气体走管外,气体并联逆流操作
B.气体走管内,气体并联逆流操作
C.气体走管内,气体串联逆流操作
D.气体走管外,气体串联逆流操作
5、有一转子流量计,原来采用钢制的转子,现用形状相同的塑料转子代替,此
以,翅片应放在空气一侧,即空气走壳间,水走管内。
8、燃烧废气中含有SO2,欲采用吸收法去除。根据你所学的知识,分析提高去除 效率的方法。
答:吸收法可近似认为单向扩散,为了提高吸收效率,可以增加SO2的浓度(浓 缩尾气),换用高效的吸收液(碱液等);同时及时更换新的吸收液;增大吸收液
与SO2的接触面积(雾状喷淋);适当增加温度和压强,以加快碱液对SO2的吸收速 率。
方程、 动量方程 。
21、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。
22、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。
径,其各自的离心分离因数将如何变化?
答:旋流分离器分离因数
KC
=
ui2 rmg
,增加直径分离因数变小,减少直径分离因数
变大,保持不变。离心分离器分离因数
KC
=
rω 2 g
,增加直径分离因数变大,减
少直径分离因数变小,ω保持不变。
11、什么是空间时间和空间速度?它们所表达的物理意义各是什么?
答:(1) 空间时间指反应器有效体积(V)与物料体积流量(Q)之比值。其物理意
义为处理与反应器体积相同的物料所需要的时间。(2)空间速度指单位反应有效
体积所能处理的物料的体积流量。空间速度表示单位时间内能处理几倍于反应器
体积的物料,反映了一个反应器的强度。
12、简述气体辐射的特点。
答:(1)不同气体的辐射能力和吸收能力差别很大;
(2)气体的辐射和吸收对波长具有选择性;
(3)气体发射和吸收辐射能发生在整体气体体积内部。 四、计算题(每题 10 分,共 40 分)
6、空气中含有SO2和CO气体,其分压相同,试判断哪种污染物更易被水吸收?如 果采用化学吸收,哪个物质的吸收速率提高更大?为什么?
答: 1 = 1 + 1 ,通常吸收条件下,kG和kL的数值大致相当,但是不同溶质 KG kG HkL
的亨利系数相差很大,SO2比CO在水中有更大的溶解度,则H更大,所以SO2液膜的 阻力相比CO小,总阻力小,相同分压条件下SO2更容易被水吸收。化学吸收减少 液膜阻力,CO相比SO2液膜阻力在总阻力中比例更大,所以CO吸收速率提高更大。
26、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)。
27、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 t1/2 = cAO / 2k ,
一级反应的半衰期为
t1/ 2
=
0.693 k

二、选择题(每空 3 分,共 30 分)
1、为什么多孔材料具有保温性能?保温材料为什么需要防潮?
答:多孔材料的孔隙中保留大量气体,气体的导热系数小,从而起到保温效果。
(2分)水的导热系数较大,如果保温材料受潮,将会增大整体的导热系数,从
而使得保温性能降低,所以要防潮。(3分)
2、试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。
答: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、滤饼层容
流传热系数为α 。若 d<α/λ,则对单位管长而言( C )。
A. 当b=λ/α-d/2 时,热损失最小
B. 当λ/α=d+2b 时,热损失最大
C. 当 b=λ/α-d/2时,热损失最大
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(A )
A. 表面光滑,颜色较浅
7、有一个套管换热器,内管外侧装有翅片,用水冷却空气,空气和水各应走哪
里(管内和壳间)?试解释原因。
答:装有翅片的目的一方面是为了加大接触面积;另一方面是为了破坏边界层形
成以提高对流传热系数。 要提高传热器的传热效果,应当提高限制步骤的传热
效果。因此,在用水冷却空气的换热过程中,空气对流传热慢,是制约因素。所
A、空间时间 B、反应时间 C、停留时间 D、空间速度
16、降尘室的生产能力与下列哪一项无关(C)。
A、降尘室的沉降面积
B、颗粒的沉降速度
C、降尘室的高度
D、降尘室的层数
17、下列沉降设备中,哪一种不是利用离心沉降的原理来分离悬浮物的(B)。
A、旋液分离器 B、沉降槽 C、旋风分离器
三、简答题(每题 5 分,共 10 分)
17、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 。
18、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 。
19、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。
20、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
A. 流过进口段 B. 流过弯管段 C. 升高壁面温度 D. 增加流速
14、通常流体粘度随温度的变化规律为(C)
A、温度升高,粘度减小
B、温度升高,粘度增大
C、对液体温度升高,粘度减小,对气体则相反
D、对液体温度升高,粘度增大,对气体则相反
15、在全混流反应器中,反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为(A)。
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