环境工程原理试卷及答案

XXXXXX 2016至2017学年第 1 学期环境工程原理 考查试卷考试方式： 开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的70%教研室主任复核√33本试卷可能用到的计算值： ln2=0.693, ln3=1.099, ln5=1.609，g=10 m/s 2，√2＝1.4π＝3.14， ＝1.44一、填空题：（每空0.5分.共20分）1. _______________和________________是目前人类面临的两大类环境问题，它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题。

2. 水污染根据污染物的不同可分为___________________、___________________和________________三大类。

3. 空气净化与大气污染控制技术可分为_________________和_______________两大类。

4. 压强用国际单位制单位导出的表示结果为_________________。

5. 李白诗中有“白发三千丈，缘愁似个长”句，用国际单位制表示李白描述的白发长度为________________。

释印肃诗中有“黄金万两非堪比，东西南北至分明”，用国际单位制表示诗中描述的黄金质量是_____________________。

6. 百分比浓度的量纲为_______________。

7. 在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。

质量衡算依据的基本定律是________________，能量衡算依据的基本定律是____________________。

8. 考古学家发掘出长、宽、高分别为160 cm 、40 cm 、30 cm 的古代排水砖管，壁厚为3 cm ，则流过其中的流体的当量直径为____________。

9. 流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数λ与Re 的关系为______________。

10. 用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。

11. 能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括_______________、_______________和____________，不能直接转变为机械能的能量包括_______________和____________。

12. 流体流动有两种典型的形态，即_________和_________，判别方法是用___________的值来判断，判断临界值分别为____________和_______________。

13. 测流量的装置主要有_______________、________________和______________。

14. 热量传递主要三种方式分别为________________、______________和______________，其中____________不能发生在固体中，________________可以发生在真空中。

15. 费克定律的表达式为_______________。

16. 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间的____________，在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动。

二、判断题:（每小题1分，共10分）1. 对于土壤的污染只能产生局部污染。

（ ）2. 对于两种气体组成的混合体系来说，两种组分的质量比等于摩尔比。

（ ）系部名称： 专业班级： 姓名 学号：密 封 线 内 不 得 答 ：题3.对一个系统进行质量衡算的时候，可用以系统中所有的组分进行衡算，也可以用其中一种组分甚至其中一种元素进行衡算。

（）4. 流体在管道中流动的时候，管道直径发生变化，则流速和流量也相应的要发生变化。

（）5. 不管流体流过的管道截面形状如何，接近管壁的地方总是阻力最大的地方。

（）6. 管道内壁粗糙度的增大不一定总是增大流体流过的阻力。

（）7. 并联管路中不管各支路管径、粗糙度等区别有多大，流体流过各支路的阻力损失都一定相等。

（）8. 传热的推动力是温度差与导热系数的乘积。

（）9. 气相向液相的质量传递主要依靠分子扩散。

（）10. 颗粒在流体中沉降过程中，如果重力等于阻力和浮力的和，则颗粒将悬浮在流体中不再沉降。

（）三.选择题：（每小题2分，共20分）1. 下列结论不正确的是（）。

A 液体的粘度随温度的升高而减小；B 气体的粘度随温度的升高而增大；C 液体的粘度基本上不随压强变化；D 气体的粘度随压强增大而减小。

2. 层流与湍流的本质区别是（）。

A 湍流流速大于层流流速；B 湍流的流动阻力大，层流的流动阻力小；C 湍流的雷诺数大于层流的雷诺数；D 层流无径向脉动而湍流有径向脉动。

3. 将管路上的阀门关小时，阀门的阻力系数将（）。

A 变小；B 变大；C 不变；D 视液体种类、管道材料等而定。

4. 物质导热系数的顺序是( )。

A 金属＞一般固体＞液体＞气体；B 金属＞液体＞一般固体＞气体；C 金属＞气体＞液体＞一般固体；D 金属＞液体＞气体＞一般固体。

5. 在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（）。

A 颗粒的几何尺寸；B 颗粒与流体的密度；C 流体的水平流速； D颗粒的形状。

6. 冷热两流体的对流传热系数λ相差较大时，提高总传热系数K值的措施是（）。

A 提高小的λ值；B 提高大的λ值；C提高小的λ值，同时降低大的λ值；D 提高大的λ值，同时降低小的λ值。

d1212147. 某液体在内径d1的水平管路中稳定流动，其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2= ）的管子时，其流速为原来的（）倍。

A ；B ；C 2；D 4。

8. 当换热器使用一段时间后，传热表面会结垢，结垢层将使总传热热阻( )。

A 不变；B 减小；C 增大；D 视结垢层厚度而定，可能增大，也可能减小。

9. 在换热器中，热油从140 ℃冷却到80 ℃，使冷水从20 ℃加热到50 ℃。

顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差分别为（）。

A 57.7 ℃，73.9 ℃；B 73.9 ℃，57.7 ℃；C 43.3 ℃，26.1 ℃；D 26.1 ℃，43.3 ℃。

1210. 粒径分别为16 um及8 um的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（沉降在斯托克斯区）（）。

A 2；B 4；C 1；D 。

四、简答题：（每题4分，共20分）1. 简述重力沉降与重力沉降速率。

2. 简述衡算系统及衡算系统的分类。

3. 简述边界层理论及其要点。

4. 简述影响对流传热的因素。

5. 描述静止流体中的质量传递形式。

五、计算题：（每题6分，共30分）1. 有一外径60 mm壁厚3 mm的金属管，导热系数45 W/(m•K)，外面包裹两层厚度均为30 mm的保温材料，直接贴着金属管的一层导热系数为0.04 W/(m•K)，外层导热系数为0.15 W/(m•K)，如果已知管内温度105 ℃，最外层表面温度5 ℃，计算每米管长的热损失。

2. 一水箱内有1 m3含总磷60 mg/L的水，现用河水进行置换，河水进入水箱的流量为1 m3/min，含磷12 mg/L，同时从水箱中排出相同的水量，假设河水进入箱中即被良好混合，排除磷的其他消耗，计算水箱中磷含量变为20 mg/L时，需要多长时间。

3. 水以0.05 m/s的速率流过三聚氰胺颗粒填料柱，填料高度为1.2 m，流出的水中三聚氰胺浓度为饱和浓度的60%，已知单位柱体积的三聚氰胺颗粒表面积为2×103 m2，计算三聚氰胺在水中的传质系数。

4. 如图所示，水从水池通过内径为10 cm的管道中流出，l1=30 m，l2=46 m，h2=12 m，管道中沿程摩擦系数λ＝0.025，弯头ζ＝0.75，水池与水管连接处ζ＝0.5。

试计算（1）当h1＝10 m时，通过弯管的流量是多少（2）如果流量为30 L/s，水池中水头h1应为多高？5. 某条件下流体密度为1×103 kg./m3，黏度为1×10－3 Pa./s，其中悬浮有密度为2.2×103 kg./m3的球状颗粒，且已知颗粒的沉降速度在斯托克斯区，（1）计算颗粒的最大直径和最大沉降速度；（2）计算该流体流经长为18 m，高为0.25 m的沉降室时，流速不超过多少才能使这种颗粒全部除去？参考答案一、填空题1. 生态破坏、环境污染2. 物理性污染、化学性污染、生物性污染3. 分离法、转化法4. kg•m-1•s-25. 10000 m, 500 kg6. 1（或无量纲）7. 位置、时间、质量守衡定律、能量守衡定律8. 28.14 cm9. 抛物线、0.5、64/Re10. 导热系数小的（保温好的）11. 动能、位能、静压能、内能、热12. 层流、湍流、雷诺数、2000、400013. 孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计14. 导热、热对流、热辐射、热对流、热辐射15. N Az=-D AB dc Adz 16. 密度差二、判断题1. ×；2. ×；3. √；4. ×；5. √；6. √；7. √；8. ×；9. ×；10. ×.三、选择题1 C，2 D，3 B，4 A，5 C，6 B；7 D；8 C；9 A；10 B。

四、简答1. 重力沉降是利用非均匀混合物中待分离颗粒与流体之间的密度差（1分），在重力场中根据所受的重力的不同，将颗粒物从流体中分离的方法（1分）。

颗粒在液体中开始沉降的瞬间，由于颗粒与流体间没有相对运动，沉降速率u＝0，随着颗粒的沉降，流体阻力增大，沉降过程变为减加速运动（1分），经过一段时间后，作用在颗粒上的重力、浮力和阻力达到平衡，颗粒开始做恒速下沉运动。

颗粒沉降达到等速运动的速率称为终端速率或沉降速率（1分）。

2. 用衡算方法分析各种与物质传递和转化有关的过程时，首先应确定一个用于分析的特定区域（1分），既衡算的空间范围，称为衡算系统（1分）。

衡算可以是宏观上较大的范围。

（1分），对宏观范围进行的衡算称为总衡算，对微元范围进行的衡算称为微分衡算（1分）。

3. 1904年普兰德提出了“边界层”的概念，认为即使粘性很低的流体，边界层也不能忽略，但其影响仅限于固体壁面附近的薄层，既边界层（1分）。

其要点为：（1）当实际液体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域，在此区域内，流体的流速很小，但流速沿壁面法向的变化非常迅速（1分）。

这一区域称为边界层或流动边界层，也称为速率边界层。