环境工程原理1试题

水从水箱中经弯管流出。已知管径

d=15cm , i i =30m , i 2=60m ,

H 2=15m 。管道中沿程摩擦系数

=0.023,弯头 =0.9,40°开度蝶阀

的=10.8。问：

(1)当H i =10m 时，通过弯道的流量为多少?

根据机械能衡算方程，

2 U 1 有 2

gz 1 2

P 1 U 2 2 gz

2

P 2

h

h f ，

2

2

2

H 1 = U 2

丄 h f ，1

h f (丄

)-UL 29.2x U2，得 U 2=2.55m/s ，流

2g g

g

d

2g 2g

量为 q v -d -U1

0.045m 3/s

4

(2)如流量为60L/S ，箱中水头H i 应为多少?

用活性炭对含有有机色素的水进行脱色处理。 对应于水量投加5%的 活性炭可以将水的色度降至原来的 25% .投加10%则色度可以降至 原来的3.5%。如果将色度降至原色度的0.5%.需要投加多少活性炭? 设该体系Freundlich 方程成立。

U 2

4q v d 2 3.40m/s ,所以 H 1

2

U

2

2g

2 2

八益29噹17^

由Freundlich^ffi 等式，单位质凰活性炭吸附的色素量为才残余平衡色度为◎则 咛

§円u 25-,型評之“ 035-

吶

75X10 _ / 0. 25 ?

5X96* 5 一(0.035 丿

— = 0,227

设应投加活性炭『％,由

75y _j (L 25 ｛曲 5X(100-0, 5)^\O 7005 j

得y=l 阳即需要投加16%的活性炭。

在填料塔内用清水吸收空气中的氨气，空气的流率为0.024

kmol/(m 2 • s),其中氨气的摩尔比为 0.015,入口清水流率为 0.023 kmol/(m

2

• s)。操作条件下的相平衡关系为 Y*=0.8X ，总体积传质

系数 Kya =0.06 kmol/(m 3 • s)。

(1) 如果氨气的吸收率为99%，填料塔的塔高应为多少？ (2) 如果填料塔高为6m 则氨气的吸收率为多少？(要求用吸收因子计算)

解；＜1)进口就气摩尔Yi =0.015,^ 口摩尔比为

⑵ 如果填料塔高为结帀顶则氨气的吸收率为多少

进口清水中氮浓度X, = 0,出口吸收液中氮浓度X|可以通过全塔的物料

衡算求得；

Xi =X S + ^(Y! -Yz)=O+^-~ X(Q. OB-O. 000 15)=0.015 5 住和 如” 0. C23 塔底的传质推动力为

=¥] -mXi =0, 015-0. 8X0.015 5 = 0.002 6

塔顶的传质推动力为

^y 3 = Y 3—mX £-l. 5XlO-4-0-1.5X10-4

⑴分)

平均推动力为

"芋册

嘗膨

切

比丽

ln

0：Q0O15

<15»

门分】

〔3分)

所以传质粮元数为

求得 Y2 = 0.000224, (Y 1 Y 2) Y 1 0.985

用一个吸收塔吸收混合废气中的气态污染物 A ，己知A 在气、液两 相中的平衡关系为，y* = x 气体入口浓度为y i = 0.1,液体入口浓度为 X 2 = 0.01,

(1) 如果要求吸收率达到80%，求最小气液比；

⑵ 气态污染物A 的最大吸收率可以达到多少，此时液体出口的最 大浓度为

多少？

0, 015 —0, 000^15

0? 000 86

传质单元髙度为 G _0, 024 KTa _ -orOG -

m = €L 4 TH

＜盘分》

所以境科塔的岂度为

h =

4X 17, 3 m = E 92 m

吸收因子为 因此传质单元数为

卫* 0?3 (578x024)

=1. 198

<2»)

1

r

r^835\<1^°^35>x

翠空+0.窮町=】5如〉

解：（1）气相入门摩尔比为

所以，最小液气比为

' g 丿 mn =

yjrn - X 2 = 0.1/1 - 0.01

（2）假设吸收塔高度为无穷大，求A 的最大吸收率

① 当液气比（qjq.j 二皿,操作线与平衡线重合，花、液两相在塔顶和塔底 祁处于平衡状态。

吸收率为

Y^_ = 0.11-1x0.01 = Q 9J *分〉 F i

此时液相出口浓度为

X t =—=攀=0.11

（2 分）

m

1

② 当液代比（％AQ ＞加，操作线与平衡线在塔顶点相交，即液相进I 」浓度 与气相岀【|浓度卩衡。

吸收率为

儿-丫； 0.11-1 xO.Ol A ni 八 ^• = —＞^- =

—（TTi = 0

-91

呦

此时液相岀口浓度为

X\ = [―（ Y x - mX 2） + X 」＜ —xO.ll

«3分》

与①相比，吸收率达到同样人小，但是液相出口浓度耍低。 ③

当液气比（qjqj ＜

加，操作线与平衡线在塔底点相交，即液相出口浓度 与气相逬口浓度平衡。 "分）

此时液相出II 浓度为

吸收率为

与①相比，液相出口浓度达到同样大小，但足吸收率妥低。

液相入「I 冷尔比为

Xi

1

- /|

"分）

i=E =

0J1

1 - 0.01 = 001

“分）

=0.8 ■所以 Y 1 =0.022 （2

分）

0・1 ・ 0.022

= o® Q 分）

0.11

= 0.91

（2分）

= 0.11

0.11-1 xO.Ol

0.11