环境工程原理补充习题参考答案-第一部分xxxx0830_756207565

环境工程原理修订材料

（2007 年）

目录

总结 (2)

第二章质量衡算与能量衡算 (2)

第三章流体流动 (3)

第四章热量传递 (6)

第五章质量传递 (9)

思考题补充 (11)

第二章质量衡算与能量衡算 (11)

第三章流体流动 (11)

第四章热量传递 (12)

第五章质量传递 (12)

习题补充 (14)

第二章质量衡算与能量衡算 (14)

第三章流体流动 (16)

第四章热量传递 (21)

第五章质量传递 (28)

中英文术语 (33)

第二章质量衡算与能量衡算 (33)

第三章流体流动 (33)

第四章热量传递 (34)

第五章质量传递 (35)

总结

第二章质量衡算与能量衡算

、单位换算

、常用物理量及其表示方法

「水处理：一般1L 污水可近似认为等于 1000g 。

1mg/ L 的质量分数为 1mg / 1000g = 1 x 10-6

= 1ppm

*环境工程中 <

污水浓度过高时，1mg / L 的质量分数为1 x 10-3

十混合 物密度值

H P 第三章流体流动

、衡算方程

、流体流动内摩擦力

1大气污染控制工程： 常用体积分数；

若视为理想气体

V A RT 103

A

V

pM A

三、质量与能量衡算

q

mr

广以物料全部组分为对象:

（质量守恒）

1 .质量衡算

r i) 稳态非反应系统:

q

m1 q

m2

dm

q

m1 q m2

q

mr

dt l 以某种元素或

物质为对象

2) 稳态反应系统:

q

m1 q m2 q

mr

q

ml q

m2

0 （一级反应）

3) 非稳态系统:

dm

q

ml q m2

q

mr

dt

封闭系统

无相变: E Q

Q mc p T

2 •能量衡算

H P H F E q

（不考虑做功, 仅考虑热量交换）

E Q Q

有相变: 相变时吸收或放出热量,

但温度不变E Q Q mL

开放系统（稳态）

H F

*质量衡算q

ml

q m2 °巴，对于不可压缩流体管内流动

dt U

m1 Al

U

m2A

2

总能量方程:

(e

gz pv) Q e

W e 能量衡算£

机械能方程: 1(

2、

U m )

P 2

vdp

P W e

h f

对于不可压缩流体-

2

2、

U m )

h f

1

.流态 --- 雷诺数Re ―UL 判定 2

•内摩擦力 (1) 牛顿黏性定律

叫，适用于层流

dy

(2) 口为动力黏性系数，表示单位法向速度梯度下，由于流体黏性引起的内摩擦力或剪切 应力的大小。温度液体 口 气体口 f (3)

流体类别一一见表 3.2.2

(4) 流动状态与剪切应力

层流：剪切应力由分子运动引起，服从牛顿黏性定律

.湍流：剪切应力由分子运动和质点脉动引起，

t

(

三、边界层 1•边界层理论要点

(1 )当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域——边界层 (2) 在边界层内，流体流速很小，但速度梯度很大

(3) 在边界层内，黏性力可以达到很高的数值，它所起的作用与惯性力同等重要，在边界 层内不能全部忽略粘性

(4 )流动分两个区域，在边界层外的整个流动区域，可将粘性力全部忽略，近似看成是理 想流体的流动

2•边界层形成过程 (1)绕平板流动(图)

② 减小边界层厚度可以减小传递过程阻力：

增大流速使湍流化， 矩形槽或放置金属丝破坏

边界层形成

(2)圆直管内流动(图：层、湍流)

① 层流一一速度抛物线型分布；湍流一一充分发展段速度分布曲线较平坦，层流底层厚度

d

0.875

Re

② 进口段长度：层流 *

0.0575 Re ;湍流约50倍管径 d

3.边界层分离一一能量损失(图) ① 产生条件：存在黏性作用和逆压梯度

②

层流较湍流易发生；湍流的分离点靠后，尾流区小

四、阻力损失

_______

du dy

①边界层厚度：层流

x

4.641

0-5 ;湍流

Re

0.376

x

Re x

61.5

影响因素成因

1 .沿程损失

(1) P f . 2

l U m d 2

（2）速度分布及阻力损失

流动速度分布

形态

64/ Re

（Re，

T） d

1•过渡区按湍流处理偏安全

2•湍流区 Re>4000:

柏拉休斯：

湍流U U max(1护0 25

0.3164 Re . (5000 Re 10000)

一般流体输送的 Re范围内，n-1/7 1

卡门：•

2.035lg(Re ) 0.91

(Re 3.4 106)

3.完全湍流区

d

(1.74 2lg )

2

2 | 2

2.局部损失h f 或h f

2 d 2

六、管路计算（不可压缩流体）

七、流体测量阻力损失系数入

层流u右讣0G）2] 4 U

m

s

r o 厂简单管路：q V1q V2常数；h f h f1 h f2

复杂管路

广分支管路:

（图）< h fAE

并联管路:

总管流量等于各支管流之和；

h fAB h fBD h fDE ；总机械能守恒

q V q1 q2 q3 ；h f1 h f 2 h f 3

测量仪表流速（流量）表达式特点