《环工原理》部分课后作业及答案
环境工程原理课后习题答案2-8章
课
后
答
案
网
ww w
.k
hd
3.4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形管 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，试求管道的空气流量 。
《第二章 质量衡算与能量衡算》
.c om
2.8 某河流的流量为3.0m3/s，有一条流量为0.05m3/s的
课
后
答
质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
案
网
出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的
ww w
1.0mg/L。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检
.k
hd
溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为
A1 19 19 1.12 19 15 Am 16.9 19 ln 15 A1 19 1.27 A2 15
1 0.002 1 0.00026 0.000176 458 45 3490 2.95 10 3 m 2 K / W
课
后
答
案
网
α1为管外流体 对流传热系数
rm1 3 28.47 mm 30 ln 27 30 43.28mm 60 ln 30 30 73.99mm 90 ln 60
rm 3
课
rm 2
后
答
案
网
解：设铝复合管、石棉、软木的对数平均半径分别为rm1、rm2、rm3
ww w
.k
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aw
.c om
环境工程原理课后答案2
渗透液含盐摩尔分数
所以渗透压 MPa
溶剂通量为 m3/(m2s)
所以，萃余相中丙酮的质量分数为0.127。
图10-3习题10.5图的操作线2
由于作图的缘故，最后的结果可能会有差异。
10.6假设萃取剂S和稀释剂B完全不互溶，在多级错流萃取的情况下，如果平衡关系可以用 表示，且各级萃取剂用量相等，证明所需的理论级数为
式中S为每级萃取剂用量，XmN为溶质A在萃余相中的终浓度。
解：由数据可得吸附的平衡曲线如下
图9-1习题9.1图中吸附平衡线
由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir或Freundlich型。
由 ，整理数据如下
1/q
10
5
3.3
2.86
1/p
0.00374
0.00062
0.00018
0.00008
作1/q和1/p的直线
图9-2习题9.1图中1/q－1/p的关系曲线
解：（1）单级萃取
料液中B的量为 kg
根据物料衡算
又因为
所以萃余相溶质质量比为
所以溶质A的萃出率为69.3%
（2）两级错流
两级错流的情况下，每级的萃取剂用量为22.5kg
则第一级萃余相的浓度为
因为第一级的萃余相浓度就是第二级的原料液浓度，因此可以计算第二级的萃余相浓度
因此溶质A的萃出率为78%
（3）两级逆流
解： ，
同时 ，
联立以上几式，求得
，
所以平衡时溶液中的浓度Na+为0.0162 mol/L，K+为0.00046 mol/L
10.3某强碱性阴离子树脂床，床层空隙率为0.45，树脂颗粒粒度为0.25mm，孔隙率为0.3，树脂交换容量为2.5mol/m3，水相原始浓度1.2mol/m3，液相与树脂相离子扩散系数分别为 m2/h、 m2/h，溶液通过树脂床的流速为4m/h。试判断属哪种扩散控制。
环境工程原理习题集完整答案
“十五”国家级规划教材《环境工程原理》配套教材环境工程原理习题集胡洪营黄霞张旭等编著高等教育出版社2006年8月内容提要本书是“十五”国家级规划教材《环境工程原理》的配套教材，内容包括习题解答、思考题和综合练习题3部分。
习题解答部分对《环境工程原理》教材中的习题进行了较为详细的解答，其主要目的是训练学生的基本设计计算能力并为学生自学提供参考；思考题部分的主要目的是加强学生对基本概念、基本原理和基本过程的理解；综合习题部分的主要目的是训练学生的知识综合应用能力和解决问题的能力。
本教材适用于环境工程、环境科学、给水排水工程以及其他相关专业本科生，也可作为相关专业研究生参考书。
前言《环境工程原理习题解答》是“十五”国家级规划教材《环境工程原理》的配套教材。
“环境工程原理”课程是教育部“高等学校环境工程教学指导委员会”规定的高等学校环境工程专业新的核心课程。
《环境工程原理》教材是与该课程配套的国内第一本本科教材，由清华大学从事“环境工程原理”课程教学的一线教师在讲义的基础上编写而成，已经于2005年8月由高等教育出版社正式出版。
“环境工程原理”课程自2003年在清华大学首次开设以来，开设该课程的院校逐步增加。
《环境工程原理习题解答》是为了适应日益增长的“环境工程原理”课程教学需要而编写的。
本教材适用于环境工程、环境科学、给水排水工程及其它相关专业本科生，也可作为研究生参考。
也可作为研究生考试的复习参考资料。
本教材的主要内容包括以下三部分，所用符号与《环境工程原理》教材相同：第一篇：《环境工程原理》教材各章后的习题解答（参考答案）第二篇：思考题第三篇：综合练习题本教材第一篇和第二篇的主要编写人员如下：第一章、第十一章～第十五章：胡洪营、吴乾元、王丽莎第二章～第五章：张旭、王灿、陆松柳第六章～第十章：黄霞、刘春第三篇的编写人员为：一、环境工程原理基础：张旭二、分离工程原理：黄霞三、反应工程原理：胡洪营高等教育出版社的陈文副编审、陈海柳编辑为该教材的出版付出了大量心血。
环工原理作业+答案 (1)要点
2.1 某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K）＝28.82L所以O3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L＝2.78×10－9mol/L2.3 试将下列物理量换算为SI制单位：质量：1.5kgf·s2/m= kg密度：13.6g/cm3= kg/ m3压力：35kgf/cm2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：2.5L/s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf·s 2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm 3=13.6×103kg/ m 3压力：35kg/cm 2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K ）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K ）流量：2.5L/s=9m 3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.7某一湖泊的容积为10×106m 3，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m 3/s 。
环境工程原理课后答案
第二章 质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度； （2）在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O 3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L ）－1＝157.05μg/m 3（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ）＝28.82L所以O 3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位：质量：1.5kgf·s 2/m= kg密度：13.6g/cm 3= kg/ m 3压力：35kgf/cm2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：2.5L/s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf·s2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
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℃。
环境工程原理习题解答
《环境工程原理》习题解答第三章 流体流动习题3.3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34m 3/h 。
求提升水所需要的功率。
设水的温度为25℃。
解：（1）根据流体输送能量方程（3.1.18）：∑+++=-++f m m h p gz u We p gz u ρρ222211212121 因2池均为敞口池，且池面很宽广，故p 1=p 2=0，u m1=u m2=0。
根据题意：z 2-z 1=10m ，因此有：∑+-=-f h z z g We )(12=9.8×10+4=102 J/kg “-”号表示流体机械给水做功，即为水泵。
（2）查附录5知：ρ20=998.2 kg/m 3，ρ30=995.7 kg/m 3，则25时水的密度：ρ25=（998.2+995.7）/2=997.0 kg/m 3故提升水所需功率为：N=We×ρQ=102×997.0×34=3.46×106 J/h =961 w (J/s) =0.96 kw习题3.5如图所示，有一直径为1m 的高位水槽，其水面高于地面8m ，水从内径为100mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m ，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按∑h f =6.5u 2计算，式中u 为水在管内的流速，单位为m/s 。
试计算： （1） 若水槽中水位不变，试计算水的流量；（2） 若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m 所需的时间。
解：（1）按图示选取计算断面，基准面0-0取在地面，则有： p 1=p 2=0，u m1=0，z 1=8m ，z 2 =2m 按单位重量的能量方程（3.1.24）进行计算：∑+++=++f m m h gp z u g p z u ρρ222211212g 12g 1 其中上式中的∑h f =6.5u m22/g 将已知条件代入可得：22225.6022g 1080m m u gu +++=++ 解之得：s m g u m /9.214/122==则出流流量：Q 1=0.785×0.12×2.9=0.0228 m 3/s=82.0 m 3/h（2）设某一时刻水池液位高度为z ，则能量方程可写为：22225.622g 1m m u gu z ++=整理得：14)2(22-=z g u m 经时间dt 后，水流从管内流出的水量为：dQ=0.785×d 2×u m2dt=0.785×0.12×14)2(2-z g =9.3×10-32-z dt此时，水池中的液位下降了dz=dQ/(0.785×D 2)=11.85×10-32-z dt则:dz z dt 24.84-=当z 从8m 降为7m 时所需时间： T=36s 习题3.10题略解：（1）因Q=140m 3/h=0.0389m 3/s则150mm 和100mm 管内的流速为： u 150=2.20m/s ，u 100=4.96m/s 其：Re 150=997×2.2×0.15/(90.3×10-5)=3.64×105 Re 100=997×4.96×0.10/(90.3×10-5)=5.48×105 （2）查莫迪图可得摩阻系数 λ150=0.014, λ100=0.013查P87表3.4.4得局部阻力系数：90度弯头ξw =0.75，底阀ξd =1.5，闸阀ξf =0.17（全开） 入口ξe =0.5，出口ξo =1.0，变径头ξb =0.32（d 2/D 2=0.45） （3） 则所需水泵扬程 gu d L g u d LZ H p 2)(2)(222122211111∑∑∑∑++++∆=ζλζλ =60+{0.014×(60+23)/0.15+(0.5+1.5+2×0.75)} ×2.22/(2×9.81) +{0.013×100/0.1+(3×0.75+0.17+0.32+1)} ×4.962/(2×9.81) =60+3.05+23.08=86.1m （4） 所需水泵理论功率Ne=H p ×Q×ρg=86.1×0.0389×997×9.81=32.8×103 w=32.8 kw （5） 水泵实际功率Ns=Ne/η=32.8/60%=54.7kw （6） 水泵每天所需电费Fd=54.7×24×0.46=603.9≈604元/日习题3.13题略解：（1）全部按长管计算，忽略局部损失，且均按完全湍流计算（2）设A管段流量为Q A，B管段流量为Q B，可列出如下方程组：R MAN L MAN Q A2= (R MBO L MBO +R ON L ON)Q B2Q A+Q B=Q将已知数据代入：6.73×1000×Q A2=（0.784×900+2.03×300）Q B2Q A+Q B=0.12解之得：Q A=0.0368 m3/s=36.8 L/sQ B=0.12-0.0368=0.0832 m3/s=83.2 L/s（3）MN之间的阻力损失为：H MN= R MAN L MAN Q A2=6.73×1000×0.03682=9.11m第四章 热量传递习题4.4某一DN60×3mm 的铝复合管，其导热系数为45W/(m.K)，外包一层厚30mm 的石棉后，又包了一层厚为30mm 的软木，石棉和软木的导热系数分别为0.15 W/(m.K)和0.04 W/(m.K)。
环境工程原理课后答案
＝28.82L
所以O3的物质的量浓度为
0.08×10－6mol/28.82L＝2.78×10－9mol/L
2.2假设在25℃和1.013×105Pa的条件下，SO2的平均测量浓度为400μg/m3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？
解：以取暖器为衡算系统，衡算基准取为1h。
输入取暖器的热量为
3000×12×50％kJ/h＝18000 kJ/h
设取暖器的水升高的温度为（△T），水流热量变化率为
根据热量衡算方程，有
18000 kJ/h＝0.8×60×1×4.183×△TkJ/h.K
解之得
△T＝89.65K
2.14有一个总功率为1000MW的核反应堆，其中2/3的能量被冷却水带走，不考虑其他能量损失。冷却水来自于当地的一条河流，河水的流量为100m3/s，水温为20℃。
由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为
V1＝V0·P0T1/ P1T0
＝22.4L×298K/273K
＝24.45L
所以O3浓度可以表示为
0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3
（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为
V1＝V0·P0T1/ P1T0
（1）如果水温只允许上升10℃，冷却水需要多大的流量；
（2）如果加热后的水返回河中，问河水的水温会上升多少℃。
解：输入给冷却水的热量为
Q＝1000×2/3MW＝667 MW
（1）以冷却水为衡算对象，设冷却水的流量为 ，热量变化率为 。
根据热量衡算定律，有
×103×4.183×10 kJ/m3＝667×103KW
环境工程原理课后答案
解：设稳态时湖中污染物浓度为 ，则输出的浓度也为
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/s
3.3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℃。
现象以及污染控制装置
的基本原理，为相关的专业课程打下良好的理论基础。
第二章
2.1某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：
（1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度；
（2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少？
解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等
2.6某一段河流上游流量为36000m3/d，河水中污染物的浓度为3.0mg/L。有一支流流量为10000 m3/d，其中污染物浓度为30mg/L。假设完全混合。
（1）求下游的污染物浓度
（2）求每天有多少kg污染物质通过下游某一监测点。
解：（1）根据质量衡算方程，下游污染物浓度为
（2）每天通过下游测量点的污染物的质量为
(完整版)环境工程原理第三版课后答案
(完整版)环境工程原理第三版课后答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1.2简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
1.3去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。
1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。
解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。
1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。
隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。
分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。
环境工程原理课后答案
3.6 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220328dl u r l u p m m f μμ==∆ （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,1/4d 2=2d 1,2f p ∆=,1f p ∆/16即压降变为原来的十六分之一。
4.10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3500kg/h 。
冷却水在直径为φ180×10mm 的管内流动，温度从20℃升至30℃。
已知基于管外表面的总传热系数为2320 W/（m 2·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。
解：（1）由热量守恒可得q mc c pc ΔT c ＝q mh c ph ΔT hq mc ＝3500kg/h×50℃/10℃＝17500kg/h（2）并流时有ΔT 2＝80K ，ΔT 1＝20K2121802043.2880ln ln 20m T T K K T K T T ∆-∆-∆===∆∆ 由热量守恒可得KAΔT m ＝q mh c ph ΔT h即KπdLΔT m ＝q mh c ph ΔT h23500/ 4.18/()50 3.582320/()0.1843.28mh ph h m q c T kg h kJ kg K K L m K d T W m K m Kππ∆⨯⋅⨯===∆⋅⋅⋅⋅ 逆流时有 ΔT 2＝70K ，ΔT 1＝30K2121703047.2170ln ln 30m T T K K T K T T ∆-∆-∆===∆∆ 同上得23500/ 4.18/()50 3.282320/()0.1847.21mh ph hm q c T kg h kJ kg K K L m K d T W m K m Kππ∆⨯⋅⨯===∆⋅⋅⋅⋅ 比较得逆流所需的管路短，故逆流得传热效率较高。
环境工程原理课后答案
现象以及污染控制装置的基本原理，为相关的专业课程打下良好的理论基础。
第二章质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K）＝28.82L所以O3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa的条件下，SO2的平均测量浓度为400μg/m3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO2质量浓度换算成体积分数，即大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI制单位：质量：1.5kgf·s2/m= kg密度：13.6g/cm3= kg/ m3压力：35kgf/cm2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：2.5L/s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf·s2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
环境工程原理课后习题(环工班)
环工81301班姓名学号Cm15 X 100mg/L —( 5 + qm2k V 050)m ^/s — 10X 106X 0.25 X m ^/s = 0解之得m = 5.96mg/L2.11有一装满水的储槽，直径 内水面高度z 的关系1m.高3m 。
现由槽底部的小孔向外排水。
小孔的直径为0 5u 0= 0.62 ( 2gz )4cm,测得水流过小孔时的流速 U 0与槽试求放出1m 水所需的时间。
解军：设储槽横截面积为 A ，小孔的面积为 A由题得 所以有 即有Au 0= — dV/dt ，即 U 0= — dz/dt x A/A 2 —dz/dt x( 100/4 ) 2 = 0.62 (2gz)0.5—226.55 X z -0'5 dz= dt= 3m1= Z 0— 1mX(nX 0.25m 2) -1 = 1.73m积分计算得t = 189.8s2.13有一个4X 3m 的太阳能取暖器，太阳光的强度为 3000kJ/ (m ・h )，有50%的太阳能被吸收用来加热流过取暖器的水流。
水的流量为0.8L/min 。
求流过取暖器的水升高的温度。
2.6某一段河流上游流量为36000m/d ，河水中污染物的浓度为 3.0mg/L 。
有一支流流量为 10000 m 3/d ，其中污染物浓度为30mg/Lo 假设完全混合。
(1) 求下游的污染物浓度(2) 求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。
解: ( 1)根据质量衡算方程，下游污染物浓度为m 旦一2°/^ 3.0 更00 f 」000%/] 8.87mg/LCV1 CV2 (2)每天通过下游测量点的污染物的质量为m(0/1 CV2) 8.87 (36000 10000) 10 3kg/d 408.02kg/d则由质量衡算，得即36000 100002.7某一湖泊的容积为10X 106m ，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为 污水，其中含有可降解污染物， 态时湖中污染物的浓度。
环境工程原理课后习题答案Word版
比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）
3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）
流量：2.5L/s=9m3/h
表面张力：70dyn/cm=0.07N/m
5 kgf/m=49.03325N/m
2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如
V1＝V0·P0T1/ P1T0
＝22.4L×298K/273K
＝24.45L
所以O3浓度可以表示为
0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3
（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为
V1＝V0·P0T1/ P1T0
=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K）
1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？
解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。
则由质量衡算，得
即
5×100mg/L－（5＋50） m3/s －10×106×0.25× m3/s＝0
解之得
＝5.96mg/L
2.8某河流的流量为3.0m3/s，有一条流量为0.05m3/s的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况，在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
环境工程原理课后答案解析
第二章质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K）＝28.82L所以O3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa的条件下，SO2的平均测量浓度为400μg/m3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位：质量：1.5kgf ·s 2/m= kg密度：13.6g/cm 3= kg/ m 3压力：35kgf/cm 2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝ kW比热容：2Btu/(lb ·℉)= J/（kg ·K ）3kcal/（kg ·℃）= J/（kg ·K ）流量：2.5L/s= m 3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf ·s 2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm 3=13.6×103kg/ m 3压力：35kg/cm 2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
环境工程原理的课后习题
第二章1. 某一湖泊的容积为10 * 106 m 3 ,上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50 m 3/s 。
一工厂以5 m 3/s 的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，浓度为100 mg/L 。
污染物降解反应速率常数为0.25d -1 。
假设污染物在湖中充分混合。
求稳态时湖中污染物的浓度。
解：设稳态时湖中污染物浓度为m ρ，则输出的浓度也为m ρ… 由质量恒算，得120m m q q k v ρ--=……………………… 带入数值为()6510055010100.25864000m m ρρ⨯-+-⨯⨯÷=….解得m ρ=5.96 mg/L …………………………………………………2.一条河流的上游流量为10.0 m 3/s ，氯化物的浓度为20.0 mg/L ；有一条支流汇入，流量为5.0 m 3/s ，氯化物浓度为40.0 mg/L 。
视氯化物为不可降解物质，系统处于稳定状态，试计算汇合点下游河水中氯化物浓度。
假设在该点两股流体完全混合。
解：因为系统处于稳定状态且完全混合，所以112212(2)20.0*10.040.0*5.0=/=26.7/210.0 5.0v v mv v q qq q mg L mg L ρρρ+=+++分（分）故汇合点下游河水中氯化物浓度为26.7mg/L3.有一个总功率为100MW 的核反应堆，其中2/3的能量杯冷却水带走，不考虑其他能量损失。
冷却水来自于当地的一条河流，河水的流量为100m3/s ，水温为20℃。
（1） 如果水温允许上升10℃，冷却水需要多大的流量？（2） 如果加热后的水返回河中，问河水的水温会上升多少摄氏度？ 解：输入冷却水的热量为21000666.73Q MW =⨯=（1） 以冷却水为衡算对象，设冷却水的流量为v q ，热量变化率为m p T q c ∆。
根据热量衡算定律，有310 4.18310666.7v q ⨯⨯⨯=，求得315.94/v q m s =（2） 由题，根据热量衡算方程得3310010 4.183666.710T ⨯⨯⨯∆=⨯求得 1.59T K ∆=4.某一段河流上游流量为36000m 3/d ，河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。
环境工程原理课后答案章
第二章质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K）＝28.82L所以O3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa的条件下，SO2的平均测量浓度为400μg/m3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求解：由题，在所给条件下，将测量的SO2质量浓度换算成体积分数，即大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI制单位：质量：1.5kgf·s2/m= kg密度：13.6g/cm3= kg/ m3压力：35kgf/cm2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：2.5L/s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf·s2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
《环工原理》部分课后作业及答案
第一篇第二章 质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求： （1）在1.013×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？ 解：（1）理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0＝22.4L×298K/273K ＝24.45L所以O 3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L ）－1＝157.05μg/m 3（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ）＝28.82L所以O 3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求2.6 某一段河流上游流量为36000m 3/d ，河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。
有一支流流量为10000m 3/d ，其中污染物浓度为30mg/L 。
假设完全混合。
求： （1）求下游的污染物浓度；（2）求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。
(完整版)环境工程原理第三版课后答案
1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2 是环境工程学的学科体系。
1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。
1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。
解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。
1.6 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。
隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。
分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。
转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。
(完整版)环境工程原理第三版课后答案
(完整版)环境工程原理第三版课后答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1.2简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
1.3去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。
1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。
解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。
1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。
隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。
分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。
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第一篇第二章 质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求： （1）在1.013×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？ 解：（1）理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0＝22.4L×298K/273K ＝24.45L所以O 3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L ）－1＝157.05μg/m 3（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ）＝28.82L所以O 3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求2.6 某一段河流上游流量为36000m 3/d ，河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。
有一支流流量为10000m 3/d ，其中污染物浓度为30mg/L 。
假设完全混合。
求： （1）求下游的污染物浓度；（2）求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。
解：（1）根据质量衡算方程，下游污染物浓度为1122123.0360003010000/8.87/3600010000V V m V V q q mg L mg L q q ρρρ+⨯+⨯===++（2）每天通过下游测量点的污染物的质量为312()8.87(3600010000)10/408.02/m V V q q kg dkg dρ-⨯+=⨯+⨯=2.7 某一湖泊容积10×106m 3，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m 3/s 。
一工厂以5 m 3/s 的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，浓度为100mg/L 。
污染物降解反应速率常数0.25d －1。
假设污染物在湖中充分混合。
求稳态时湖中污染物的浓度。
解：设稳态时湖中污染物浓度为m ρ，则输出的浓度也为m ρ由质量衡算，得 120m m q q k V ρ--=即 5×100mg/L －（5＋50）m ρm 3/s －10×106×0.25×m ρm 3/s ＝0 解得 m ρ＝5.96mg/L2.11 有一装满水的储槽，直径1m 、高3m 。
现由槽底部的小孔向外排水。
小孔的直径为4cm ，测得水流过小孔时的流速u 0与槽内水面高度z 的关系为：u 0＝0.62（2gz ）0.5，试求放出1m 3水所需的时间。
解：设储槽横截面积为A 1，小孔的面积为A 2由题得 A 2u 0＝－dV/dt 即 u 0＝－dz/dt×A 1/A 2所以有 －dz/dt×（100/4）2＝0.62（2gz ）0.5 即有 －226.55×z -0.5dz ＝dt ------ ①又 z 0＝3m z 1＝z 0－1m 3×（π×0.25m 2）-1＝1.73m 对①式积分得 t ＝189.8s2.14 有一个总功率为1000MW 的核反应堆，其中2/3的能量被冷却水带走，不考虑其他能量损失。
冷却水来自于当地的一条河流，河水的流量为100m 3/s ，水温为20℃。
（1）如果水温只允许上升10℃，冷却水需要多大的流量；（2）如果加热后的水返回河中，问河水的水温会上升多少℃。
解：输入给冷却水的热量为Q ＝1000×2/3MW ＝667 MW（1）以冷却水为衡算对象，设冷却水的流量为V q ，热量变化率为m p q c T ∆根据热量衡算定律，有 V q ×103×4.183×10 kJ/m 3＝667×103KW 得 Q ＝15.94m 3/s（2）由题，根据热量衡算方程，得 100×103×4.183×△T kJ/m 3＝667×103KW得 △T ＝1.59K第三章 流体流动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 0.54.641=Re xxδ 又有 x Re =xuρμ两式合并得 0.54.641Re =uρδμ⨯ 即 4.641×（6.7×104）0.5＝u×1×103kg/m 3×1.8mm /（1.81×10－5Pa·s ） 解得 u ＝0.012m/s3.5 如图3-3所示，有一直径为1m 的高位水槽，其水面高于地面8m ，水从内径为100mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m ，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按25.6u h f =∑计算，式中u 为水在管内的流速，单位为m/s 。
试计算：（1）若水槽中水位不变，试计算水的流量；（2）若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m 所需的时间。
习题3.5图示解：（1）以地面为基准，在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程，有u 12/2＋p 1/ρ＋gz 1＝u 22/2＋p 2/ρ＋gz 2＋Σh f由题意得 p 1＝p 2，且u 1＝0所以 9.81m/s 2×（8m －2m ）＝u 2/2＋6.5u 2 解得 u ＝2.90m/sq v ＝uA ＝2.90m/s×π×0.01m 2/4＝2.28×10－2m 3/s （2）由伯努利方程，有 u 12/2＋gz 1＝u 22/2＋gz 2＋Σh f即 u 12/2＋gz 1＝7u 22＋gz 2由题意得u1/u2＝（0.1/1）2＝0.01取微元时间dt，以向下为正方向则有u1＝dz/dt所以（dz/dt）2/2＋gz1＝7（100dz/dt）2/2＋gz2积分解得t＝36.06s3.9 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0.6kg/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/s Re＝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22fh uhdλ=∑建立伯努利方程有u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σh f由题意得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。
水塔和大气相通，池和塔的水面高差为60m，并维持不变。
水泵吸水口低于水池水面2.5m，进塔的管道低于塔内水面1.8m。
泵的进水管DN150，长60m，连有两个90°弯头和一个吸滤底阀。
泵出水管为两段管段串联，两段分别为DN150、长23m和DN100、长100 m，不同管径的管道经大小头相联，DN100的管道上有3个90°弯头和一个闸阀。
泵和电机的总效率为60％。
要求水的流量为140 m3/h，如果当地电费为0.46元/（kW·h），问每天泵需要消耗多少电费？（水温为25℃，管道视为光滑管）习题3.10图示解：由题，在进水口和出水口之间建立伯努利方程，有W e＝gh＋Σh f25℃时，水的密度为997.0kg/m 3，粘度为0.9×10－3Pa·s 管径为100mm 时 u ＝4.95m/sRe ＝duρ/μ＝5.48×105，为湍流 查表得 λ＝0.02管径为150mm 时 u ＝2.20m/sRe ＝duρ/μ＝3.66×105，为湍流 查表得 λ＝0.022泵的进水口段的管件阻力系数分别为：吸滤底阀ζ＝1.5 90°弯头ζ＝0.75 管入口ζ＝0. 5Σh f1＝（1.5＋0.75×2＋0.5＋0.022×60/0.15）×（2.20m/s ）2/2＝29.76m 2/s 2 泵的出水口段的管件阻力系数分别为：大小头ζ＝0.3；90°弯头ζ＝0.75；闸阀ζ＝0.17；管出口ζ＝1Σh f2＝(1＋0.75×3＋0.3＋0.17＋0.02×100/0.1)×(4.95m/s)2/2+(0.023×23/0.15)×(2.20m/s)2/2 ＝299.13m 2/s 2W e ＝gh ＋Σh f =29.76m 2/s 2＋299.13m 2/s 2＋60m×9.81m/s 2＝917.49 m 2/s 2＝917.49J/kg W N ＝（917.49J/kg/60％）×140m 3/h×997.0kg/m 3＝5.93×104W 总消耗电费为 59.3kW×0.46元/（kW·h ）×24h/d ＝654.55元/d第四章 热量传递4.3 某燃烧炉的炉壁由500mm 厚的耐火砖、380mm 厚的绝热砖及250mm 厚的普通砖砌成。