环工原理简答题

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

,A i c ,A i c

,A i c

四．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。（10分）

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。所以，翅片应放在空气一侧，即空气走壳间，水走管内。

五．试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。（10分）

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。

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？

（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.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。

（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.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N A，N A,D，N M。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。

（1（> ）N M（＝）0

（2）A> ）N A,D（> ）0

4.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？

（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。

5.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。

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。

1.简述温室效应产生的机理。（6分）

根据太阳表面和地球表面的温度计算可得太阳辐射为短波，地表辐射为长波。而地球表面的温室气体对于短波的吸收小，对于长波的吸收大，从而大大削弱了地表的对外辐射，从而导致温室效应。

2.为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？（6分）

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。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。