环境工程原理(1)
环境工程学知识点总结1
环境工程学知识点总结1. 我国的环境问题生态破坏和资源枯竭严重，表现在：森林资源和草原面积减少；水土流失，沙漠扩大；耕地资源浪费严重；水资源短缺。
环境污染形势严峻，表现在：水体污染：未经处理的废水造成水环境污染，其中有毒有害污染﹑有机物污染和富营养化污染及其严重；大气污染：由能源结构不合理引起，主要是烟煤型污染；固体废弃物污染：其无适当处置，占用土地资源，产生“围城”现象，引起其他环境问题；城市噪声污染：交通运输和城市建设引起；乡镇企业污染：技术管理差，资源利用率低，量大面广，执法难度大。
2. 环境工程学的主要内容☆环境工程学不仅研究防治环境污染和公害的技术，而且研究自然资源的保护和合理利用，探讨废物资源化技术，改革生产工艺，发展无废少废闭路生产系统，以及对区域环境进行系统规划和科学管理，以获得最优的环境效益﹑社会效益和经济效益。
具体来说，主要包括：水质净化与水污染控制工程；大气污染控制工程；固体废弃物处理处置与管理工程；噪声﹑振动与其他公害防治技术；环境规划﹑管理和环境系统工程；环境监测和和环境质量评价。
广义的环境工程还包括供暖通风和空气调节。
3. 水的循环水循环分为自然循环和社会循环。
自然循环：自然界中的水(太阳能)→蒸发﹑蒸腾上升凝结成云→降水→地表径流﹑地下渗流→海洋或被植物吸收的往复过程。
社会循环：人类社会为满足生活和生产需要从天然水体中取水，使用后的水成为生活污水和生产废水而被排放，最终流入天然水体的过程。
我国水资源人均不丰富，空间分布和年际分布不均衡。
4. 水污染分类和影响水污染可分为化学性污染﹑物理性污染﹑生物性污染。
化学性污染：无机污染物质：酸﹑碱和一些无机盐。
酸碱污染使水体pH变化，杀灭或抑制微生物生长，妨碍水体自净，腐蚀船舶和水下建筑，影响渔业，破坏生态平衡；无机盐提高水的硬度和渗透压，降低水中溶解氧，影响淡水生物生长。
无机有毒物质：主要是重金属等有潜在长期影响的物质，其中汞﹑镉﹑铅危害大。
环境工程原理名词解释
径， deS
A ；等
10.吸收过程类型： ⑴按溶质和吸收剂 之间发生的作用,
表面积当量直径：
dea
6 a
。
可分为 物理吸收 和 化学吸收 ； 物理吸收：在吸收
6.旋风分离器主要 剂中的溶解度大而
用于除去气体中颗 粒在 5m 以上的
被吸收； 化学吸收：溶质与
粉尘。反映旋风分 吸收剂发生化学反
离器的分离性能的 应而被吸收。
使边界层的溶质浓
⑴沉降方向不 有时层流，有时湍 上所受到的剪力称
少。
度大大高于主体溶 是向下，而是向外， 流，处于不稳定状 为剪切应力。
14.萃取剂的选择 液中的浓度，形成 即背离旋转中心； 态，称为过渡区； 流动阻力：流体具
原则应考虑一下几 由膜表面到主体溶
⑵离心力随颗 取决于外界干扰条 有“黏滞性” →流
3000 Kc 50000 ； 学讨论的主要问题
⑶超高速离心机： 是过程发生的 方
Kc 50000 。 Kc 为 分离因数。 8.过滤按过滤机理 可分为 表面过滤 和 深层过滤 ⑴表面过滤：采用
向、极限及推动 力。 12.相际传质的助 力全部集中在 两 层停滞膜中 ，即双 助力模型。（选择）
过滤介质的孔比过 13.传质总阻力包 滤流体中的固体颗 括 气模阻力 和
是 理 想 流 体 的 流 湍流时大，形体阻 1.按过滤机理分：
动。 （5）流动分 力较大。（2）物体 表面过滤和深层过
为两个区域。
表面的粗糙度的影 滤
边界层分离条件 ： 响：粗糙表面摩擦 2.按促使流体流动
黏性作用和存在逆 阻力大。但是，当 的推动力分：
压梯度是流动分离 表面粗糙促使边界 重力过滤：在水位
环工原理作业+答案-(1)
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X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X 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.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则由质量衡算,得即5×100mg/L －〔5＋50〕m ρm 3/s －10×106×0.25×m ρm 3/s ＝0解之得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 ＝dtz 0＝3mz 1＝z 0－1m 3×〔π×0.25m 2〕-1＝1.73m积分计算得t ＝189.8s2.13 有一个4×3m 2的太阳能取暖器,太阳光的强度为3000kJ/〔m 2·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.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m p q c T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 ＝89.65K3.4 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,试求管道中的空气流量.图3-2 习题3.4图示解：在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程：u12/2＋p1/ρ＝u22/2＋p2/ρ由题有u2＝4u1所以有u12/2＋p1/ρ＝16u12/2＋p2/ρ即15 u12＝2×<p1- p2>/ρ=2×<ρ0-ρ>g<R1-R2>/ρ=2×〔1000-1.2〕kg/m3×9.81m/s2×〔0.1m－0.04m〕/〔1.2kg/m3〕解之得u1＝8.09m/s所以有u2＝32.35m/sq v＝u1A＝8.09m/s×π×〔200mm〕2＝1.02m3/s3.7 水在20℃下层流流过内径为13mm、长为3m的管道.若流经该管段的压降为21N/m2.求距管中心5mm处的流速为多少？又当管中心速度为0.1m/s时,压降为多少？解：设水的黏度μ=1.0×10-3Pa.s,管道中水流平均流速为u m根据平均流速的定义得：所以代入数值得21N/m2＝8×1.0×10-3Pa·s×u m×3m/〔13mm/2〕2解之得u m ＝3.7×10－2m/s又有u max ＝2 u m所以u ＝2u m [1－〔r/r 0〕2]〔1〕当r ＝5mm,且r 0＝6.5mm,代入上式得u ＝0.03m/s〔2〕u max ＝2 u mΔp f ’＝ u max ’/ u max ·Δp f＝0.1/0.074×21N/m＝28.38N/m3.8 温度为20℃的水,以2kg/h 的质量流量流过内径为10mm 的水平圆管,试求算流动充分发展以后：〔1〕流体在管截面中心处的流速和剪应力；〔2〕流体在壁面距中心一半距离处的流速和剪应力〔3〕壁面处的剪应力解：〔1〕由题有u m ＝q m /ρA＝2/3600kg/s/〔1×103kg/m 3×π×0.012m 2/4〕＝7.07×10－3m/s4m e u d R ρμ=＝282.8＜2000 管内流动为层流,故管截面中心处的流速u max ＝2 u m ＝1.415×10－2m/s管截面中心处的剪应力为0〔2〕流体在壁面距中心一半距离处的流速：u ＝u max 〔1－r 2/r 02〕u 1/2＝1.415×10－2m/s×3/4＝1.06×10－2m/s由剪应力的定义得流体在壁面距中心一半距离处的剪应力：τ1/2＝2μu m /r 0＝2.83×10－3N/m 2〔3〕壁面处的剪应力：τ0＝2τ1/2＝5.66×10－3N/m 24.3 某燃烧炉的炉壁由500mm 厚的耐火砖、380mm 厚的绝热砖与250mm 厚的普通砖砌成.其λ值依次为1.40 W/<m·K>,0.10 W/<m·K>与0.92 W/<m·K>.传热面积A 为1m 2.已知耐火砖内壁温度为1000℃,普通砖外壁温度为50℃.〔1〕单位面积热通量与层与层之间温度；〔2〕若耐火砖与绝热砖之间有一2cm 的空气层,其热传导系数为0.0459 W/<m·℃>.内外壁温度仍不变,问此时单位面积热损失为多少？解：设耐火砖、绝热砖、普通砖的热阻分别为r 1、r 2、r 3.〔1〕由题易得r 1＝b λ＝110.51.4m Wm K--＝0.357 m 2·K/W r 2＝3.8 m 2·K/Wr 3＝0.272·m 2 K/W所以有q ＝123T r r r ∆++＝214.5W/m 2 由题T 1＝1000℃T 2＝T 1－QR 1＝923.4℃T 3＝T 1－Q 〔R 1＋R 2〕＝108.3℃T 4＝50℃〔2〕由题,增加的热阻为r’＝0.436 m 2·K/Wq ＝ΔT/〔r 1＋r 2＋r 3＋r’〕＝195.3W/m 24.4某一Φ60 mm×3mm 的铝复合管,其导热系数为45 W/<m·K>,外包一层厚30mm 的石棉后,又包一层厚为30mm 的软木.石棉和软木的导热系数分别为0.15W/<m·K>和0.04 W/<m·K>.试求〔1〕如已知管内壁温度为-105℃,软木外侧温度为5℃,则每米管长的冷损失量为多少？〔2〕若将两层保温材料互换,互换后假设石棉外侧温度仍为5℃,则此时每米管长的冷损失量为多少？解：设铝复合管、石棉、软木的对数平均半径分别为r m1、r m2、r m3.由题有r m1＝330ln 27mm ＝28.47mm r m2＝3060ln 30mm ＝43.28mm r m3＝3090ln 60mm ＝73.99mm 〔1〕R/L ＝123112233222m m m b b b r r r πλπλπλ++ ＝33030K m/W K m/W K m/W 24528.4720.1543.2820.0473.99πππ⋅+⋅+⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯ ＝3.73×10－4K·m/W ＋0.735K·m/W ＋1.613K·m/W＝2.348K·m/WQ/L ＝/T R L∆＝46.84W/m 〔2〕R/L ＝123112233222m m m b b b r r r πλπλπλ++ ＝33030W m/K W m/K W m/K 24528.4720.0443.2820.1573.99πππ⋅+⋅+⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝3.73×10－4K·m /W ＋2.758K·m /W ＋0.430K·m /W＝3.189K·m /WQ/L ＝/T R L＝34.50W/m 4.7用内径为27mm 的管子,将空气从10℃加热到100℃,空气流量为250kg/h,管外侧用120℃的饱和水蒸气加热<未液化>.求所需要的管长.解：以平均温度55℃查空气的物性常数,得λ＝0.0287W/〔m·K 〕,μ＝1.99×10－5Pa·s,c p ＝1.005kJ/〔kg·K 〕,ρ＝1.077kg/m 3由题意,得u ＝Q/〔ρA 〕＝112.62m/sRe ＝duρ/μ＝0.027×112.62×1.077/〔1.99×10－5〕＝1.65×105所以流动为湍流.Pr ＝μc p /λ＝〔1.99×10－5〕×1.005/0.0287＝0.697α＝0.023·λ/d·Re 0.8·Pr 0.4＝315.88W/〔m 2·K 〕ΔT 2＝110K,ΔT 1＝20KΔT m ＝〔ΔT 2－ΔT 1〕/ln 〔ΔT 2/ΔT 1〕＝〔110K －20K 〕/ln 〔110/20〕＝52.79K由热量守恒可得απdL ΔT m ＝q mh c ph ΔT hL ＝q m c ph ΔT h /〔απd ΔT m 〕＝250kg/h×1.005kJ/〔kg·K 〕×90K/［315.88W/〔m 2·K 〕·π·0.027m·52.79K ］＝4.44m4.8某流体通过内径为50mm 的圆管时,雷诺数Re 为1×105,对流传热系数为100 W /〔m 2·K 〕.若改用周长与圆管相同、高与宽之比等于1：3的矩形扁管,流体的流速保持不变.问对流传热系数变为多少？解：由题,该流动为湍流.因为为同种流体,且流速不变,所以有由Reduρμ=可得矩形管的高为19.635mm,宽为58.905mm,计算当量直径,得d2＝29.452mm4.10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/〔m2·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 pcΔT c＝q mh c phΔT hq mc＝3500kg/h×50℃/10℃＝17500kg/h〔2〕并流时有ΔT2＝80K,ΔT1＝20K由热量守恒可得KAΔT m＝q mh c phΔT h即KπdLΔT m＝q mh c phΔT h逆流时有ΔT2＝70K,ΔT1＝30K同上得比较得逆流所需的管路短,故逆流得传热效率较高.4.12火星向外辐射能量的最大单色辐射波长为13.2μm.若将火星看作一个黑体,试求火星的温度为多少？解：由λm T＝2.9×10－3得3362.910 2.910219.7013.210mT K λ---⨯⨯===⨯5.5 一填料塔在大气压和295K 下,用清水吸收氨－空气混合物中的氨.传质阻力可以认为集中在1mm 厚的静止气膜中.在塔内某一点上,氨的分压为6.6×103N/m 2.水面上氨的平衡分压可以忽略不计.已知氨在空气中的扩散系数为0.236×10-4m 2/s.试求该点上氨的传质速率.解：设p B,1,p B,2分别为氨在相界面和气相主体的分压,p B,m 为相界面和气相主体间的对数平均分压由题意得：5.6 一直径为2m 的贮槽中装有质量分数为0.1的氨水,因疏忽没有加盖,则氨以分子扩散形式挥发.假定扩散通过一层厚度为5mm 的静止空气层.在1.01×105Pa 、293K 下,氨的分子扩散系数为1.8×10-5m 2/s,计算12h 中氨的挥发损失量.计算中不考虑氨水浓度的变化,氨在20℃时的相平衡关系为P=2.69×105x<Pa>,x 为摩尔分数.解：由题,设溶液质量为a g氨的物质的量为0.1a/17mol总物质的量为<0.9a/18＋0.1a/17>mol 所以有氨的摩尔分数为0.1a 17x 0.10530.9a 180.1a 17==+ 故有氨的平衡分压为p ＝0.1053×2.69×105Pa ＝0.2832×105Pa即有p A,i ＝0.2832×105Pa,P A0＝0所以6.6 落球黏度计是由一个钢球和一个玻璃筒组成,将被测液体装入玻璃筒,然后记录下钢球落下一定距离所需要的时间,即可以计算出液体黏度.现在已知钢球直径为10mm,密度为7900 kg/m 3,待测某液体的密度为1300 kg/m 3,钢球在液体中下落200mm,所用的时间为9.02s,试求该液体的黏度.解：钢球在液体中的沉降速度为3/20010/9.020.022t u L s -==⨯=m/s假设钢球的沉降符合斯托克斯公式,则()()()232790013009.81101016.3518180.022p pt gd u ρρμ--⨯⨯⨯-===⨯Pa·s检验：30.022********Re0.017216.35t ppu dρμ-⨯⨯⨯===<,假设正确.6.7 降尘室是从气体中除去固体颗粒的重力沉降设备,气体通过降尘室具有一定的停留时间,若在这个时间内颗粒沉到室底,就可以从气体中去除,如下图所示.现用降尘室分离气体中的粉尘〔密度为4500kg/m3〕,操作条件是：气体体积流量为6m3/s,密度为0.6kg/m3,黏度为3.0×10-5Pa·s,降尘室高2m,宽2m,长5m.求能被完全去除的最小尘粒的直径./tt h u=沉,当t t≥沉停时,,t t=沉停对应的是能够去除的最小颗粒,即//i tl u h u=因为Viquhb=,所以60.652i V Vthu hq qul lhb lb=====⨯m/s假设沉降在层流区,应用斯托克斯公式,得5min8.5710pd-===⨯m85.7=μm 检验雷诺数558.57100.60.6Re 1.032310p tpd uρμ--⨯⨯⨯===<⨯,在层流区.所以可以去除的最小颗粒直径为85.7μm7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液,过滤方程为式中：t的单位为s〔1〕如果30min内获得5m3滤液,需要面积为0.4m2的滤框多少个？〔2〕求过滤常数K,qe,te.解：〔1〕板框压滤机总的过滤方程为252610V V A t-+=⨯在s18006030=⨯=t内,3m5=V,则根据过滤方程求得,需要的过滤总面积为2m67.16=A所以需要的板框数42675.414.067.16≈==n 〔2〕恒压过滤的基本方程为t KA VV V e 222=+ 与板框压滤机的过滤方程比较,可得/s m 10625-⨯=K3m 5.0=e V ,23/m m 03.067.165.0===A V q e e e t 为过滤常数,与e q 相对应,可以称为过滤介质的比当量过滤时间,Kqt e e 2=7.2 如例中的悬浮液,颗粒直径为0.1mm,颗粒的体积分数为0.1,在9.81×103Pa 的恒定压差下过滤,过滤时形成不可压缩的滤饼,空隙率为0.6,过滤介质的阻力可以忽略,滤液黏度为1×10-3 Pa·s.试求：〔1〕每平方米过滤面积上获得1.5m 3滤液所需的过滤时间； 〔2〕若将此过滤时间延长一倍,可再得多少滤液？ 解：〔1〕颗粒的比表面积为4610a =⨯m2/m3 滤饼层比阻为()()()222421033561010.651 1.33100.6a r εε⨯⨯⨯--===⨯m -2过滤得到1m 3滤液产生的滤饼体积0.10.1/0.90.61/310.610.6f ⎛⎫⎛⎫=-⨯= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭过滤常数33102298104.4310110 1.33101/3p K rf μ--∆⨯===⨯⨯⨯⨯⨯m 2/s 所以过滤方程为2q Kt =当q=1.5时,231.55084.4310t -==⨯s〔2〕时间延长一倍,获得滤液量为 2.1q ==m 3 所以可再得0.6m 3的滤液.7.4 有两种悬浮液,过滤形成的滤饼比阻都是r0=6.75×1013m -2Pa -1,其中一种滤饼不可压缩,另一种滤饼的压缩系数为0.5,假设相对于滤液量滤饼层的体积分数都是0.07,滤液的黏度都是1×10-3 Pa·s,过滤介质的比当量滤液量为qe 为0.005m 3/m 2.如果悬浮液都以1×10-4 m 3/〔m 2·s 〕的速率等速过滤,求过滤压差随时间的变化规律.解：由题意可知,两种滤饼0.07f =由过滤方程()10se dq p dt rf q q μ-∆=+,得()10s e dq p r f q q dt μ-∆=+ 恒速过滤()12000s e e p r f ut q u r fu t r fuq μμμ-∆=+=+ 对不可压缩滤饼,由s=0,r 0=6.75×1013m -2Pa -1,μ=1×10-3Pa·s,f=0.07,q e =0.005m 3/m 2,u =1×10-4 m 3/m 2·s()21334133436.75101100.07110 6.75101100.071100.00547.25 2.3610p t p t ----∆=⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∆=+⨯对可压缩滤饼,由s=0.5,r 0=6.75×1013m -2Pa -1,μ=1×10-3Pa·s,f=0.07,q e =0.005m 3/m 2,u =1×10-4 m 3/m 2·s()()210.513341334236.75101100.07110 6.75101100.071100.00547.25 2.3610p t p t -----∆=⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∆=+⨯7.10 用板框过滤机恒压过滤料液,过滤时间为1800s 时,得到的总滤液量为8m 3,当过滤时间为3600s 时,过滤结束,得到的总滤液量为11m 3,然后用3m 3的清水进行洗涤,试计算洗涤时间〔介质阻力忽略不计〕.解：由〔7.2.11〕得22dV KA dt V= 依题意,过滤结束时22113600K A=⨯所以过滤结束时()22311/36001.53102211dV KA dt V -===⨯⨯m 3/s 洗涤速度与过滤结束时过滤速度相同 所以洗涤时间为3319601.5310t -==⨯s7.13．温度为38℃的空气流过直径为12.7mm 的球形颗粒组成的固定床,已知床层的空隙率为0.38,床层直径0.61m,高 2.44m,空气进入床层时的绝对压力为111.4kPa,质量流量为0.358kg/s,求空气通过床层的阻力.解：颗粒比表面积查38℃下空气密度为1.135 kg/m 3,黏度为1.9×10-5Pa·s. 空床流速为空气通过床层的阻力为()()()22222533510.38 4.72101 1.08 1.910 2.44390.71Pa0.38l K ap u L εμε-⨯-⨯⨯-∆==⨯⨯⨯⨯=8.2吸收塔内某截面处气相组成为0.05y =,液相组成为0.01x =,两相的平衡关系为2y x*=,如果两相的传质系数分别为51.2510y k -=⨯kmol/<m 2·s>,51.2510x k -=⨯kmol/<m 2·s>,试求该截面上传质总推动力、总阻力、气液两相的阻力和传质速率.解：与气相组成平衡的液相摩尔分数为220.010.02y x *==⨯=所以,以气相摩尔分数差表示的总传质推动力为*0.050.020.03y y y ∆=-=-=同理,与液相组成平衡的气相摩尔分数差为*0.05/20.025x ==所以,以液相摩尔分数差表示的总传质推动力为*0.0250.010.015x x x ∆=-=-=以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为()()555110.83101/1/1/1.25101/2 1.2510x x y K k mk ---===⨯+⨯+⨯⨯kmol/<m 2·s>以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为 55/0.8310/20.4210y x K K m --==⨯=⨯ kmol/<m 2·s> 传质速率570.83100.015 1.2510A x N K x --=∆=⨯⨯=⨯ kmol/<m 2·s>或者570.42100.03 1.2610A y N K y --=∆=⨯⨯=⨯ kmol/<m 2·s> 以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数分析传质阻力 总传质阻力()551/1/0.8310 1.2010x K -=⨯=⨯ <m 2·s>/kmol 其中液相传质阻力为()551/1/1.25100.810x k -=⨯=⨯<m 2·s>/kmol 占总阻力的66.7%气膜传质阻力为()551/1/2 1.25100.410y mk -=⨯⨯=⨯<m 2·s>/kmol 占总阻力的33.3%8.3用吸收塔吸收废气中的SO 2,条件为常压,30℃,相平衡常数为26.7m =,在塔内某一截面上,气相中SO 2分压为4.1kPa,液相中SO 2浓度为0.05kmol/m 3,气相传质系数为2105.1-⨯=Gk kmol/<m 2·h·kPa>,液相传质系数为0.39L k =m/h,吸收液密度近似水的密度.试求：〔1〕截面上气液相界面上的浓度和分压； 〔2〕总传质系数、传质推动力和传质速率. 解：〔1〕设气液相界面上的压力为i p ,浓度为i c忽略SO 2的溶解,吸收液的摩尔浓度为01000/1855.6c ==kmol/m 3 溶解度系数0206.0325.1017.266.5500=⨯==mp c H kmol/<kPa·m 3> 在相界面上,气液两相平衡,所以i i p c 0206.0=又因为稳态传质过程,气液两相传质速率相等,所以()()G i L i k p p k c c -=- 所以()()05.039.01.4105.12-⨯=-⨯⨯-i i c p由以上两个方程,可以求得52.3=i p kPa,0724.0=i c kmol/m 3 〔2〕总气相传质系数()00523.039.00206.0/1015.0/11/1/11=⨯+=+=L G G Hk k K kmol/<m 2·h·kPa>总液相传质系数254.00206.0/00523.0/===H K K G L m/h与水溶液平衡的气相平衡分压为43.20206.0/05.0/*===H c p kPa 所以用分压差表示的总传质推动力为67.143.21.4*=-=-=∆p p p kPa 与气相组成平衡的溶液平衡浓度为084.01.40206.0*=⨯==Hp c kmol/m 3 用浓度差表示的总传质推动力为034.005.0084.0*=-=-=∆c c c kmol/m 3 传质速率0087.067.100523.0=⨯=∆=p K N G A kmol/<m 2·h> 或者0086.0034.0254.0=⨯=∆=c K N L A kmol/<m 2·h>8.5 利用吸收分离两组分气体混合物,操作总压为310kPa,气、液相分传质系数分别为33.7710y k -=⨯kmol/<m 2·s>、43.0610x k -=⨯kmol/<m 2·s>,气、液两相平衡符合亨利定律,关系式为41.06710p x *=⨯〔p*的单位为kPa 〕,计算：〔1〕总传质系数； 〔2〕传质过程的阻力分析；〔3〕根据传质阻力分析,判断是否适合采取化学吸收,如果发生瞬时不可逆化学反应,传质速率会提高多少倍？解：〔1〕相平衡系数4.3431010067.14=⨯==p E m 所以,以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为()()4341005.31077.34.34/11006.3/11/1/11---⨯=⨯⨯+⨯=+=y x x mk k K kmol/<m 2·s>以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为541089.04.34/1005.3/--⨯=⨯==m K K x y kmol/<m 2·s> 〔2〕以液相摩尔分数差为推动力的总传质阻力为其中液膜传质阻力为()341027.31006.3/1/1⨯=⨯=-x k ,占总传质阻力的99.7%气膜传质阻力为()71.71077.34.34/1/13=⨯⨯=-y mk ,占传质阻力的0.3% 所以整个传质过程为液膜控制的传质过程.〔3〕因为传质过程为液膜控制,所以适合采用化学吸收.如题设条件,在化学吸收过程中,假如发生的是快速不可逆化学反应,并且假设扩散速率足够快,在相界面上即可完全反应,在这种情况下,可等同于忽略液膜阻力的物理吸收过程,此时13.01077.34.343=⨯⨯==-y x mk K kmol/<m 2·s> 与原来相比增大了426倍8.7 在两个吸收塔a 、b 中用清水吸收某种气态污染物,气-液相平衡符合亨利定律.如下图所示,采用不同的流程,试定性地绘出各个流程相应的操作线和平衡线位置,并在图上标出流程图中各个浓度符号的位置.图8-1 习题8.7图示解：<a><b><c>图8-2 习题8.7图中各流程的操作线和平衡线8.9 在吸收塔中,用清水自上而下并流吸收混合废气中的氨气.已知气体流量为1000m 3/h 〔标准状态〕,氨气的摩尔分数为0.01,塔内为常温常压,此条件下氨的相平衡关系为*0.93Y X ,求：〔1〕用5 m 3/h 的清水吸收,氨气的最高吸收率； 〔2〕用10 m 3/h 的清水吸收,氨气的最高吸收率；〔3〕用5 m 3/h 的含氨0.5%〔质量分数〕的水吸收,氨气的最高吸收率.解：〔1〕气体的流量为()3100010/22.412.43600⨯=mol/s液体的流量为()3351010/1877.23600⨯⨯=mol/s假设吸收在塔底达到平衡则()()**77.2/0.9312.40.01-Y Y ⨯=⨯,所以*0.0013Y = 所以最大吸收率为0.010.00130.870.01ϕ-==〔2〕气体的流量为()3100010/22.412.43600⨯=mol/s液体的流量为()33101010/18154.43600⨯⨯=mol/s假设吸收在塔底达到平衡则()()**154.4/0.9312.40.01-Y Y ⨯=⨯,所以*0.0007Y = 所以最大吸收率为0.010.00070.930.01ϕ-==〔3〕吸收剂中氨的摩尔分数为 假设吸收在塔底达到平衡则()()**77.2/0.930.005312.40.01-Y Y ⨯-=⨯,所以*0.0056Y = 所以最大吸收率为0.010.00560.440.01ϕ-==8.10 用一个吸收塔吸收混合气体中的气态污染物A,已知A 在气液两相中的平衡关系为*yx =,气体入口浓度为10.1y =,液体入口浓度为20.01x =,〔1〕如果要求吸收率达到80%,求最小气液比；〔2〕溶质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？ 解：〔1〕气相入口摩尔比1110.10.1110.9y Y y ===-, 液相入口摩尔比2220.010.01110.01x X x ===--吸收率12210.110.80.11Y Y Y Y ϕ--===,所以,20.022Y = 所以,最小液气比1212min0.10.0220.87/0.1/10.01nL nG q Y Y q Y m X ⎛⎫--=== ⎪--⎝⎭〔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(/)nL nG q q m =,操作线与平衡线重合,气液两相在塔顶和塔底都处于平衡状态. 吸收率*12max10.1110.010.910.11Y Y Y ϕ--⨯===此时液相出口浓度110.110.111Y X m === ②当液气比(/)nL nG q q m >,操作线与平衡线在塔顶点相交,即液相进口浓度与气相出口浓度平衡.吸收率*12max10.1110.010.910.11Y Y Y ϕ--⨯===此时液相出口浓度()111220.11nG nL q YX Y mX X q m=-+<= 与①相比,吸收率达到同样大小,但是液相出口浓度要低.③当液气比(/)nL nG q q m <,操作线与平衡线在塔底点相交,即液相出口浓度与气相进口浓度平衡.此时液相出口浓度110.110.111Y X m === 吸收率*1212max110.1110.010.910.11Y Y Y Y Y Y ϕ---⨯=<==与①相比,液相出口浓度达到同样大小,但是吸收率要低.8.11 在逆流操作的吸收塔中,用清水吸收混合废气中的组分A,入塔气体溶质体积分数为0.01,已知操作条件下的相平衡关系为*y x =,吸收剂用量为最小用量的1.5倍,气相总传质单元高度为1.2m,要求吸收率为80%,求填料层的高度.解：已知传质单元高度,求得传质单元数,即可得到填料层高度..21 / 21 塔底：01.01=y 塔顶：()002.08.0101.02=-⨯=y ,02=x 操作过程的液气比为 吸收因子 1.2nL nG q S mq == 所以,传质单元数为 ()()05.383.0002.001.083.01ln 83.011/1/11ln /1112221=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=S mx y mx y S S N OG 所以填料层高度为66.305.32.1=⨯==OG OG N H h m。
环境工程原理
环境工程原理环境工程原理是环境工程学科的基础和核心，它是指环境工程学科所涉及的环境保护技术、环境治理技术、环境监测技术和环境管理技术等方面的基本原理和理论。
环境工程原理的学习和应用对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
首先，环境工程原理涉及到环境污染的成因和影响。
环境污染是指各种有害物质和能量对自然环境造成的破坏和危害。
环境工程原理通过研究各种污染物的来源、传输、转化和影响，揭示了环境污染的机理和规律，为环境治理和污染防治提供了理论依据。
其次，环境工程原理涉及到环境监测和评价的方法和技术。
环境监测是指对环境中各种污染物和环境要素进行实时、连续、准确地监测和分析，以了解环境质量的状况和变化趋势。
环境工程原理通过研究各种监测技术和方法，提出了一系列环境监测和评价的理论体系和技术标准，为环境管理和决策提供了科学依据。
再次，环境工程原理涉及到环境治理和修复的原理和技术。
环境治理是指对环境污染和破坏进行综合治理和修复，以实现环境质量的改善和恢复。
环境工程原理通过研究各种治理和修复技术，提出了一系列环境保护和生态恢复的理论模型和方法，为环境工程实践和工程设计提供了科学指导。
最后，环境工程原理涉及到环境管理和政策的原则和方法。
环境管理是指对环境保护和资源利用进行规划、组织、指导和控制，以实现可持续发展和生态平衡。
环境工程原理通过研究各种管理和政策手段，提出了一系列环境管理和政策的理论框架和实施路径，为环境保护和可持续发展提供了制度保障。
综上所述，环境工程原理是环境工程学科的理论基础和技术支撑，它对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
只有深入理解和应用环境工程原理，才能更好地解决环境问题，实现人与自然的和谐共生。
希望通过对环境工程原理的学习和研究，能够为改善环境质量、保护生态环境做出更大的贡献。
环境工程原理答案
环境工程原理答案环境工程原理是环境工程专业的核心课程之一，它是环境工程学科体系中的基础课程，对于培养学生的环境科学素养和工程实践能力具有重要意义。
环境工程原理涉及环境系统的基本概念、环境污染的形成和传播规律、环境质量评价和控制技术等内容。
下面将对环境工程原理中的一些重要问题进行解答。
1. 什么是环境系统？环境系统是由自然环境和人类活动相互作用而形成的一个复杂的系统。
它包括大气环境、水环境、土壤环境和生物环境等组成部分，这些组成部分相互联系、相互作用，共同构成了一个相对稳定的生态系统。
2. 环境污染是如何形成和传播的？环境污染是指各种有害物质或能量的输入，使环境质量发生变坏的现象。
环境污染的形成和传播是一个复杂的过程，主要包括污染物的排放、传输和转化。
污染物的排放是指污染物从源头释放到环境中的过程，传输是指污染物在环境介质中的迁移和扩散，转化是指污染物在环境中的化学、生物和物理变化过程。
3. 如何进行环境质量评价？环境质量评价是通过对环境中各种污染物的浓度、分布和变化进行监测和分析，评价环境质量的好坏。
评价的指标主要包括环境质量标准、环境质量目标和环境质量评价方法等。
通过环境质量评价，可以及时掌握环境质量的变化情况，为环境保护和污染防治提供科学依据。
4. 如何进行环境污染控制？环境污染控制是指通过各种技术手段和管理措施，减少或消除环境污染物的排放和传播，保护和改善环境质量。
环境污染控制技术主要包括源头治理、过程控制和终端治理等措施。
源头治理是通过改变生产工艺或使用清洁能源等方式，减少污染物的排放；过程控制是指在污染物排放过程中采取控制措施，减少污染物的产生；终端治理是指对污染物进行收集、处理和处置，以达到减少环境污染的目的。
5. 环境工程原理的研究意义是什么？环境工程原理的研究意义在于揭示环境系统的基本规律，为环境保护和污染防治提供科学依据和技术支撑。
通过深入研究环境工程原理，可以更好地认识和理解环境问题的本质，为解决环境问题提供科学的方法和技术手段。
环境工程原理知识点总结
环境工程原理知识点总结第II篇思考题第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么？2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？它们的技术原理是什么？3. 简述土壤污染治理的技术体系。
4. 简述废物资源化的技术体系。
5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6. 一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和（或）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1．什么是换算因数？英尺和米的换算因素是多少？2．什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？3．质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的应用实例。
4．大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。
5．平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为经济的流速范围为多少？第二节质量衡算1. 进行质量衡算的三个要素是什么？2. 简述稳态系统和非稳态系统的特征。
3. 质量衡算的基本关系是什么？4. 以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？5. 对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？第三节能量衡算1．物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？2．什么是封闭系统和开放系统？3．简述热量衡算方程的涵义。
4．对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？5．对于不对外做功的开放系统，系统能量能量变化率可如何表示？第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程1．用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变化？2．当布水孔板的开孔率为30％时，流过布水孔的流速增加多少？3．拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系，试简述这种关系，并说明该方程的适用条件。
环境工程原理第02章质量衡算与能量衡算1-3节
根据道尔顿（Dalton）分压定律：总压P＝∑Pi （分压）
Pi=niRT/V P=P1+P2+…+Pn =n1RT/V+ n2RT/V+… = (∑ni) RT/V=nRT/V
Pi ni Pn
根据阿马格定律（Amagat）定律：
V＝∑Vi （i组分在总压P下单独存在具有的体积）
PVi=niRT PV＝P ∑Vi = (∑ni)RT = nRT
已知：qv0=5000m3/d, 2 =200mg/L, 2 =20mg/L,
3 =100mg/L，污泥含水率为污泥中水和污泥总量的质
量比，因此污泥中悬浮物含量为
1 = (100－96)/(100/1000) = 40 g/L = 40000 mg/L 4 = (100 －99.8)/(100/1000) = 2 g/L = 2000 mg/L
求： qv1，qv2，qv3
排水量
qv2 ρ2
进水量
qv0 ρ0
进浓缩池水量
qv4 ρ4
上清液流量
qv3 ρ3
污泥产量
qv1 ρ1
解：(1)求污泥产量
以沉淀池和浓缩池的整个过程为衡算系统，悬浮
物为衡算对象，取1d 为衡算基准，因系统稳定运行，
输入系统的悬浮物量等于输出的量。
划 定
排水量 qρv22
cA
A
MA
式中:MA—组分A的摩尔质量，kg/kmol。
2. 质量分数与摩尔分数
（1）质量分数和体积分数
xmA
mA m
组分A的质量分数
组分A的质量 混合物的总质量
在水处理中，水中污染物的浓度一般较低，在实 际应用中，常将质量浓度和质量分数加以换算，即
环境工程原理复习题1
环境工程原理习题1填空：1、对流传质系数为κc,整个有效膜层的传质推动力为C A，i-C A,0,对流传质速率方程为：。
2、按溶质与吸收剂之间发生的作用吸收过程可分为：。
3、亨利定律在三种表达形式为：。
4、双组分体系y A(（溶质的摩尔分数）与Y A(摩尔比)之间的关系式为：。
5、双组分体系x A(（溶质的摩尔分数）与X A(摩尔比)之间的关系式为：。
6、双膜理论假设在两界面处气、液两相在瞬间：。
7、在稳态恒摩尔逆流吸收塔中，废气初始浓度Y1为0.05,吸收率为98%,Y2= 。
8、在稳态恒摩尔逆流吸收塔中，全塔物料衡算方程为：。
9、最小吸收剂条件下，塔底截面气、液两相。
10、Freundlich方程为：。
12、单分子吸附的Langmuir等温方程为：。
简答题：1、空气中含有SO2和CH4两种气体，其分压相同，试判断哪种气体更容易被水吸收，为什么？2、用活性炭吸附含酚废水，当采用单级吸附饱和后，将饱和后的活性炭到固定床中，从顶部通入同浓度的含酚废水，问活性炭是否还能吸附？为什么？传质与吸收：一、基本知识1.吸收的依据是（1 ）。
①气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异②液体均相混合物中各组分挥发能力的差异③液体均相混合物中各组分结晶能力不同④液体均相混合物中各组分沸点不同2.一个完整的工业吸收流程应包括（3 ）。
①吸收部分②脱吸部分③吸收和脱吸部分④难以说明3.吸收操作的作用是分离（1 ）。
①气体混合物②液体均相混合物③互不相溶的液体混合物④气—液混合物4.评价吸收溶剂的指标包括有（1，2，3 ）。
①对混合气中被分离组分有较大溶解度，而对其他组分的溶解度要小，即选择性要高②混合气中被分离组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感③溶剂的蒸气压、黏度要低，化学稳定性要好，此外还要满足价廉、易得、无毒、不易燃烧等经济和安全条件5.有关吸收操作的说法中正确的是（1－7 ）。
①实际吸收过程常同时兼有净化与回收双重目的②吸收是根据混合物中各组分在某种洛剂中溶解度的不同而达到分离的目的③一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两部分④常用的解吸方法有升温、减压和吹气。
环境工程原理试题
环境工程原理试题
以下是一些可能涵盖环境工程原理的试题示例：
1.环境污染控制：
•介绍大气污染物的种类和来源，并阐述不同控制方法。
•讨论水体污染的主要来源以及治理方法，例如废水处理技术。
2.环境监测与评估：
•解释环境监测的目的和方法，如何进行环境影响评估。
•分析监测数据，评估某种污染物对环境和人类健康的潜在影响。
3.可持续发展和资源管理：
•讨论可持续发展原则在环境工程中的应用，如何平衡环境、经济和社会的发展。
•论述资源管理的重要性和可行性，包括循环经济、废物管理等。
4.环境法律法规：
•介绍环境法律法规的基本原则和实施方式，以及对环境保护的重要性。
•分析环境法规对企业和个人在环境方面的责任和义务。
5.环境工程设计与技术：
•描述环境工程项目设计的基本步骤和考虑因素。
•评估环境工程技术的优缺点，探讨其在不同环境条件下的适用性。
这些试题涵盖了环境工程领域的基本概念、原理和实际应用。
考试可能会根据课程内容和教学重点而有所不同，建议学生结合课堂讲义、教材和老师提供的参考资料进行复习。
环工原理期末考试题1
一、填空题1.当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时，颗粒会受到来自流体的阻力。
该阻力由两部分组成：形体阻力和摩擦阻力，阻力方向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小与流体和颗粒物之间的相对运动流速u、流体的密度、黏度以及颗粒物的大小、形状有关。
2.球形颗粒在连续流体中与流体做相对运动，其阻力系数与雷诺数之间的关系曲线可为以下三个区：层流区、过渡区和紊流区。
3.在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间增加一倍，气流速度不变，生产能力不变。
4.用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩，其他条件不变。
提高悬浮液温度，单位过滤时间所得滤液量将增大；提高悬浮液的固体含量，单位过滤时间所得滤液量将减少。
5.固体颗粒在空气中自由沉降，颗粒受（重力）、（浮力）、（流体阻力）等几种力的作用。
其沉降速度为（恒速）。
有一降尘室，如处理风量不变，并用水平隔板平均分成N层，则分隔后的临界粒径将变为原来的______倍，与临界粒径对应的临界沉降速度变为原来的_1/n____倍。
6.在选择过滤方法时，对悬浮物浓度较高且粒径又很小的悬浮液，如要采用滤饼过滤，可先加入__吸附剂____来增大粒径再过滤；如要采用深层过滤，可先__稀释___后再过滤。
7.对于旋风分离器，其尺寸增大，分离效率将降低；若颗粒直径增大，则分离效率将降低；若流体粘度增大，则分离效率将增强。
8.球形颗粒在20ºC空气中沉降，当空气温度上升时，沉降速度将增大（设沉降过程符合stocks定律）; 若该颗粒在20ºC水中沉降，沉降速度将降低，当水温上升时，沉降速度将降低。
9.某降尘室高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。
矿尘密度为4500千克每立方米，其形状近于圆球，操作条件下气体流量为25000立方米每小时，气体密度为0.6千克每立方米，粘度为3×10e-5Pas。
则理论上能除去矿尘颗粒的最小直径为_30.6__μｍ。
(完整word版)环工原理思考题!答案
组分A和组分B之间的反应瞬间完成，A与B不能共存。
在液膜内的某一个面上A和B的浓度均为0，该面称“反应面”，“反应面”的位置随液相中B的浓度的升高向气膜方向移动。
(4)气-液相瞬间反应的增强系数有何物理意义？
(5)什么是界面反应？
(6)气-液相快速反应的基本特点是什么？
(4)简述多级全混流反应器的解析计算法。
(5)简述多级全混流反应器的图解计算法。
第三节
(1)对于一个实际规模的反应器，在什么条件下可视为平推流反应器？
(2)对于不可逆液相反应，利用间歇反应器和理想平推流反应器进行反应操作时的基本方程有何异同？简要分析其理由。
(3)与间歇反应器相比，对于同一反应，在同样的反应条件下，达到同样的转化率，所需平推流反应器的体积相同。如何解释这种现象？
(2)与间歇反应器相比，对于同一反应，在同样的反应条件下，达到同样的转化率，所需全混流连续反应器的体积有何不同？为什么？
对于同一反应器，利用间歇反应器达到同样转化率所需要的时间比全混流连续反应器的时间要短。书P435
(3)对于一简单不可逆反应，在反应器总有效体积和反应条件不变的条件下，随着全混流反应器的级数的增加，反应物的转化率如何变化？为什么？转化率的极限值是什么？
第二节
(1)气-液相反应过程一般可概括为哪些步骤？
1.A从气相主体通过气膜扩散到气液相界面；2.A从相界面进入液膜，同时B从液相主体扩散进入液膜；3.A、B在液膜内发生反应；4.生成物P的扩散；5.液膜中未反应完的A扩散进入液相主体，在液相主体与B发生反应。
(2)气-液相反应的本征反应速率方程是什么涵义？
十一章
第一节
(1)快速去除污染物的关键是什么？
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答1绪论
环境工程原理课后思考题解答
一、绪论
1、环境工程原理研究的内容是什么？
答：环境净化与污染防治过程中的宏观分离单元操作、传热单元操作、流体输送单元操作的基本理论、典型设备结构及设计计算方法。
2、环境工程原理应遵循哪些规律
答：动量传递、热量传递和传质的基本规律
3、污水、废气、固体废物治理工程中涉及哪些单元操作
污水：
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、气提、萃取、吸附、吹脱、
废气：
机械除尘、过滤、静电除尘、湿法除尘、物理吸收、化学吸收、催化氧化、燃烧法、稀释固废：
压实、破碎、分选、脱水、干燥、固化、堆肥、焚烧、填埋
4、在SI单位制中，基本单位有哪些？
长度、米；质量，千克；时间、秒；电流、安培；热力学温服、开尔文；物质的量、摩尔；发光强度、坎德拉。
5、我国的法定计量单位依据什么单位制？
以国际单位制为基础，适当增加了一些其他的单位
6、物料衡算和能量衡算依据什么定律，其计算的基本公式有哪些？
依据质量守恒和能量守恒定律。
输入=输出+累计+转化。
环境工程原理 2009-2010B卷1
广州大学2009-2010 学年第二学期考试卷课程环境工程原理1 考试形式（闭卷，考试）学院环境系环境工程专业环境工程班级081 学号姓名简答题（40分，每题8分）一．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？二．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。
三．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）等分子反向扩散时：N A,D（）N A（）N M（）0（2）A组分单向扩散时：N M（）N A（）N A,D（）0四．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？五．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。
计算题（60分）六．某一双池塘系统如图所示。
上游流量为10×104m3/d，其中有机物浓度为20mg/L。
第一个池塘的容积为5.0×104m3，第二个池塘的容积为3.0×104m3。
有一股流量为1×104m3/d的污水进入第一个池塘，有机物浓度为120mg/L。
有机物降解符合一级反应动力学，降解速率常数为0.30d－1。
不考虑蒸发、渗漏或降雨等因素，假设每一个池塘都呈完全混合状态，求稳定状态下每个池塘出水的有机物浓度。
（15分）七．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。
其λ值依次为1.40 W/(m·K)，0.10 W/(m·K)及0.92 W/(m·K)。
传热面积A为1m2。
已知耐火砖内壁温度为1000℃，普通砖外壁温度为50℃。
环境工程原理复习资料
1.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，分析提高氨去除效率的方法和具体措施。
①采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液。
②可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？多孔材料的空隙中保留大量气体，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。
3.气温下降，应添加衣服，把保温性能好的衣服穿里面好，还是穿外面好？为什么？把保温好的衣服穿里面好，因为保温好的衣服导热系数小，穿在里面，热阻大，热损失小。
4.根据传热机理不同，热的传递主要有那几种方式？并简要分析其传热机理。
①热传导机理：通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
②对流传热机理：液体中质点发生相对位移而引起的热量的传递过程，仅发生在液体和气体中。
通常认为是流体与固体壁面之间的热传递过程。
③辐射传热机理：物体由于热的原因而发生辐射能的过程（通过电磁波来传递能量）。
传热距离越大，传热壁面和导热系数越小，则导热系数热阻越大，热传导速率越小，方程中，daitaT为传热的推动力传热速率=传热推动力/导热热阻q=Q/A=daitaT/r5.传质机理包含哪几种？并用公式写出费克定律及费克定律的普通表达形式。
传质机理包含分子扩散和涡流扩散。
管路中流量和阻力任何局部部位的阻力变化都将影响到整个流动系统，若某处局部变大，则其上、下游流量均减小，上游压力变大，下游压力变小。
反之，若阀门开大，则其上、下游流量变大，上游压力变小，下游压力变大。
换热器按换热器的用途分为加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器、冷凝器。
按照冷、热流体热量交换的原理和方式，可将换热器分为间壁式。
直接接触和蓄热式三种，其中间壁式换热器应用最普遍。
根据间壁式换热器换热面的形式，可将其分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。
课程思政方案及实施案例(环境工程原理与设计(一))
课程思政方案及实施案例(环境工程原理
与设计(一))
概述
该课程以环境工程原理与设计(一)为例，阐述了课程思政工作方案及实施案例。
思政目标
通过本课程的研究，培养学生爱国主义、集体主义、社会主义意识，强化责任意识和奉献精神，推崇科学、学术、创新、敬业等职业道德，着重培养环境保护的责任和意识。
思政工作方案
1. 强调课程的社会意义，鼓励学生关注环境问题并积极参与环保活动。
2. 在课堂上加强对环保政策的讲解，着力培养学生的环保责任心和使命感。
3. 强化实践环节，让学生亲身参与环保行动并体会环境保护的重要性。
实施案例
在教学过程中，我采用了以下措施：
1. 设计小组作业，鼓励学生就当地环保问题进行研究和分析，并提出可行建议。
2. 安排校外实践活动，让学生到当地环保组织参与志愿服务，加深环保意识和责任感。
3. 进行案例研究，引导学生研究国内外环保成功案例，并总结经验。
通过以上措施，大大提高了学生对环保问题的认识和责任感，进一步加深了学生的思政教育。
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环境监测与环境质量评价
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
（一）水质净化与水污染控制技术 1．水中的主要污染物及其危害
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
2．水质净化与水污染控制技术
水的物理处理法
处理方法
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
❖“环境工程学”的研究对象
水质净化与水污染控制技术、大气（包括室内空气）污染 控制技术、固体废物处理处置与管理和资源化技术、物理 性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）防治技术、自 然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传 统的内容，还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产 理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。
要任务是研究人类与环境的对立统一关系，认识两者之
间的作用与反作用，掌握其发展规律，从而保护环境并
使其向于人类有利的方向演变。
环境工程原理(1)
一、环境问题与环境学科的发展
❖环境学科的体系
“环境学科”是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围 和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学 科间又互相交叉和渗透，因此具有丰富的学科内涵。
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。
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
2．污染土壤净化技术 土壤污染净化技术
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
（四）固体废弃物处理处置与管理 1．固体废弃物的种类及其危害
水的化学处理法
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
水的生物处理法
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
（二）空气净化与大气污染控制技术
1．空气中的污染物及其危害
空气中的 污染物
颗粒/气溶胶状态 污染物
无机物 气态污染物
粉尘 烟 飞灰 黑烟 雾
硫化物(SO2，H2S) 碳的氧化物(CO ，CO2) 氮化物(NO，NH3) 卤素化合物(HCl，HF)
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
2．固体废弃物处理处置技术
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
（五）物理性污染控制技术 物理性污染的种类： 噪声、电磁辐射、振动、热污染等
物理性污染控制技术： 隔离、屏蔽、吸收、消减技术等。
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
环境工程原理(1)
六、 《环境工程原理》课程的主要内容和目的
7. 本课程的主要内容 1.费克定律的解析及其应用 2.物理吸收（亨利定律） 3.吸附平衡（三大基本方程） 4.反应动力学 5.反应器解析的基本方程 6.微生物膜的物料衡算与基本方程
环境工程原理(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
固体废弃物的定义： 人类活动过程中产生的、且对所有者已经不再具有使用价值 而被废弃的固态或半固态物质。 “工业固体废物(废渣)” 、“城市垃圾”
固体废弃物对环境的危害： (1)通过雨水的淋溶和地表径流的渗沥，污染土壤、地下水和 地表水，从而危害人体健康； (2)通过飞尘、微生物作用产生的恶臭以及化学反应产生的有 害气体等污染空气。 (3) 固体废弃物的存放和最终填埋处理占据大面积的土地等。
四、环境净化与污染控制技术原理
1.环境净化与污染控制技术原理
环境净化与 污染控制技 术原理
隔离（扩散控制） 分离（不同介质间的迁移） 转化（化学、生物反应）
稀释
环境工程原理(1)
五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法
污染物处理工程的核心：利用隔离、分离、转化等技术 原理，通过工程手段，实现污染物的高效、快速去除。
环境学科是本世纪推动科学发展的核 心学科，是改造传统学科的生长点。
环境+X学 绿色+X学
环境X学 绿色X学
环境工程原理(1)
一、环境问题与环境学科的发展
环境学科体系
环境工程原理(1)
二、环境污染与环境工程学
❖“环境工程学”的任务
利用环境学科与工程学的方法，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、舒适的生存和社会的可持续发展。
有机物（挥发性有环境机工程物原理V(1)OCs）
三、环境净化与污染控制技术概述
2．空气净化与大气污染控制技术
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
（三）土壤净化与污染控制技术
1．土壤污染物及其危害
土壤中的污染物：重金属、挥发性有机物、原油等。
土壤污染的危害：
(1)通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体
2020/11/23
环境工程原理(1)
4.《环境工程原理》的基本研究方法 “量”与“变化速率”的数学计算
• 物料与能量衡算（质量与能量守恒原理） • 微观过程解析（物质与能量的迁移过程、转化过程） • 变化速率的数学表达（为工程设计计算提供依据）
环境工程原理(1)
五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法 5.《环境工程原理》与其它学科的关系
隔离/分 离/转化 方式的优 选与组合
装置的优 化设计
操作方式和操 作条件的优化
介质的混合状态和流体流态的优化 迁移（物质、能量）和反应速率的强化
污染物的高效（去除效率、能耗）、快速去除 如何实现？ 例子：如何实现水中氨氮的高环境效工程、原理快(1) 速去除？
五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法
环境工程原理(1)
2020/11/23
环境工程原理(1)
第一章 绪论
环境工程原理(1)
本章主要内容
一、环境问题与环境学科的发展 二、环境污染与环境工程学 三、环境净化与污染控制技术概述 四、环境净化与污染控制技术原理 五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法 六、《环境工程原理》课程的主要内容和目的
环境工程原理(1)
二、环境污染与环境工程学
环境工程学的学科体系
环境净化与污染防治技术及原理
生态修复与构建技术及原理
环境工 清洁生产理论及技术原理 程学
环境规划管理与环境系统工程
水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染防治工程 土壤净化与污染防治技术 废物资源化技术
化化工工原原理理
传传递递过过程程
反应工程
原原理理 环境工
原理
环程境原工理程原理
流流体体力力学学
生物工程
工工程程学学
环境工程原理(1)
六、 《环境工程原理》课程的主要内容和目的
6. 《环境工程原理》的主要内容
（1）环境工程原理基础：重点阐述工程学的基本概念和 基本理论，主要内容有物料与能量守恒原理以及热量与 质量传递过程的基本理论等。 （2）分离过程原理：主要阐述沉淀、过滤、吸收、吸附、 离子交换、膜分离等基本分离过程的机理和基本设计计 算理论。 （3）反应工程原理：主要阐述化学与生物反应量论及动 力学、各类化学与生物反应器的解析与设计理论等。
利用的主要原理
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 物理阻截等 水与污染物的蒸发性差异
主要去除对象
比重大于1的颗粒 比重大于1的颗粒 比重小于1的颗粒 悬浮物 粗大颗粒、悬浮物 无机盐等 较大分子污染物 非挥发性污染物
环境工程原理(1)
三、环境净化与污染控制技术概述
2.《环境工程原理》的研究对象和内容 环境净化与污染控制工程的基本理论和技术原
理（主要包括污染物分离与转化的宏观机理、微观 过程）及其工程设计计算的基本理论。
分离（沉降、过滤，吸附、吸收、膜分离） 宏观机理
转化（化学转化、生物转化）
微观过程：宏观现象（机理）的产生机制与微观步骤 设计计算基本理论：污染物净化装置的设计计算理论
环境工程原理(1)
五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法
3.《环境工程原理》的目的
为提高环境净化与污染控制工程（污染物净化装 置）的效率提供理论支持。 （从理论上指导环境净化与污染控制技术的选择，阐 述提高污染物去除效率的思路、手段和方法）
环境工程原理(1)
五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法
环境工程原理(1)
一、环境问题与环境学科的发展
பைடு நூலகம்
❖环境学科的诞生
“环境学科”是随着环境问题的日趋突出而产生的一门 新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿 阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工 作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。
❖环境学科的任务
环境学科是研究人类活动与环境质量关系的科学，其主
（六）废物资源化技术 废物的资源化途径：物质的再生利用、能源转化
环境工程原理(1)
四、环境净化与污染控制技术原理
环境污染问题的特点及其对环境工程专业人才的要求
环境污染的复杂性
综合性、复杂性
污染物的种类、浓度与组合
地域特征 时间特征
污染地区 的社会、 经济条件 的多样性
污染控制技术的多样性和复杂性
环境领域专业技术人才的知识结构？ （系统的专业理论基础、良好的素质和环境综工程合原理能(1) 力）