环境工程原理模拟试卷一及答案资料讲解

环境工程原理模拟试卷一及答案
《环境工程原理》模拟试卷（一）
一：填充题（20分）
1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。

2、常用测定流量的流___________._____________._________________。

3、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。

若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。

4、等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。

5、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 与e R的
关系为______________。

6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为
__________._____________._____________.__________________。

7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。

8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。

9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程，
过滤速率是指___________________________________________。

10、传热一般采用逆流操作，但为__________________.________________
时采用并流操作。

11、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。

12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。

13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。

14、对流传热的热阻主要集中在______________,因____________________ 强化对流传热的重要途径。

15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa 。

二：问答题（30分）
1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？
3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进行热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r 和2r ，壁表面温度分别为'T
和't ，若't 〈'T ，试写出圆筒任意半径r 处的温度表达式？
三：计算题（50分） 1、流量为5000h
m
3
的水通过一根20Km 长的水平管，总压降为0.5Mpa 。

现在中央接一完全相同的平行管到中点。

问总流量变为多少h
m 3
？（设
总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。

2、泵将C 020的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为
mmm 498⨯φ的无缝钢管。

吸入管长为50m ，排出管长为160m 。

且泵到
管出口的距离为10m ，其中流量为h
m 335。

（已知：atm p 10=，
02.0=λ,0.3=s H m,Kw N 2=电,94.0=电η）.(C 020时水，31000m
Kg
=ρ，
2
3
.10
24.1m
s
N -⨯=μ，2
30104.2m
N p ⨯=)
求：忽略动压头，求泵的安装高度？ 泵的轴功率和效率？
3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为mm 5.225⨯φ，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却2CS 饱和蒸汽，使之从饱和温度C 046降至C 010。

2CS 走管外，其流量为s Kg G 07.01=，其冷凝潜热为Kg
Kj
356，比热为C
Kg Kw
.05.1。

水走管内，且与2CS 成逆流流动。

冷却水的进出口温度分别为C 05和C 030。

已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为C
m W K 0
21.2000=和C
m W
K 022.100=。

问此换热
器是否造适用？
4、用一传热面积为210m 的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg 浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa ，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取C 08，热损失可忽略不计。

试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？ （２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa ，问此时蒸发器的传热糸数为多少？
查得20Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 01.60，汽化潜热为Kg
Kj 9.2354
查得200Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 02.120 查得350Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 08.138
《环境工程原理》模拟试卷（一）
参考答案
一：填充题
1、dy dw .
μτ=、2.m
s N 。

2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。

3 、位置、时间、时间、位置。

4、a 33。

5、抛物线、0.5、e
R 64。

6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。

7、通风机、鼓风机、压缩机。

8、颗粒的停留时间大于沉降时间。

9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。

10、控制温度、降低粘度、减少阻力。

11、导热糸数小的。

12、不挥发性、提高。

13、增加、增加。

14、层流内层、减薄层流内层的厚度。

15、10.13-101.3. 二：问答题
1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当
2000πe R ，为层流，当4000φe R 为湍流。

1、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此
薄层称为层流内层。

受管径、流速、粘度和密度。

2、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结
构更为合理。

3、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相
同，因此它们的热膨胀程度也有区别。

若两流体的温度差较大（C 050以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。

因此我们要考虑热补偿。

4、 ()12
''ln ...2r r t T L Q -=λπ=()
1'ln ...2r r
t
T L -λπ ()
1
21
'''ln ln ..r r r r t T T t --
=
三：计算题
1、 设接平行管道后，总流量为h m
V 3
3。

二平行管流量为h
m
V 3
1
和h
m
V 3
2。

板努利方程：
=+ρ3232p u ∑++11212f h p u ρ
=+ρ3232p u ∑++222
22f h p u ρ
总压降相同得：
+2..2333u d l λ 2..2
111u d l λ=2..2u d l λ，
λλλλ===321，l l l l 21321===。

3121
u u =
u u 583=
h m V V 3'63305
8
==。

2、s m d
V u 53.13600
.09.0..4
135
.4
12
2
1==
=
ππ。

1 3 2
图2-1
2 2
图2-2
s m u 53.12=。

m
g u d l g u H h g u H Z s f s 555.181.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'
2=--=--=--=λ
考虑0.5m 的安装安全糸数。

则泵的安装高度为1m. Kw N N 88.194.0.2===电电轴η.
()g
u g u d l Z h Z H 22..2
2'
出进ςςλ+++=+= .
81
.9.253
.1.
5.0109.05016002.0112⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=H . m H 75.16=. Kw g HQ N
6.13600/81.9.1000.35.75.16===ρ . %85==电
N N
η.
3、换热器已有的传热面积：207.73.025.0.14.3.30..m dl n A ===π。

求所需的传热面积：
冷凝段的热量：1Q =Kw r w 9.24356.07.0.==
冷却段的热量：()Kw T T C w Q 65.236.05.1.07.0..2112==-=。

总热量为：Q=1Q +2Q =27.55Kw 冷却水的用量：()()
s Kg t t C Q G 0263530.187.455
.27.12=-=-=
水
冷却水离开冷却段的温度：C C G Q t t 014.7187
.4.263.065
.25=+=+
=比水
冷凝段的温度差：()()C t 07.2530
464.746ln 30464.746=-----=
∆
冷却段的温度差：()()C t 04.165
104.746ln 5104.746=-----=
∆
冷凝段所需传热面积：2184.47.25.2001000
.9.24.m t K Q A ==∆= 冷却段所需传热面积：2261.14.16.1001000
.65.2.m t K Q A ==∆=
所需的总的传热面积：A=6.452m .
4、水分蒸发量：F x x F W 625.01.10=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛
-
=，375=-W F . F=1000Kg , W=625Kg
溶液的沸点为 C t 01.6881.60=+=。

传热糸数K 为：()C
m w t A Q K 02.7851.682.120.3600.101000.9.2354.625=-=∆=
改变压力后的传热糸数：
()C
m w t A Q K 02'.5781.688.138.3600.101000
.9.2354.625=-=∆=。

可见结垢以后的传热糸数降低。