環(huán)境工程基礎(chǔ)考試題及答案

1、復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系20092010學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷課程名稱:環(huán)境工程基礎(chǔ)課程代碼:ENVI130010.01開課院系:環(huán)境科學(xué)與工程系 考試形式:課程名稱:環(huán)境工程基礎(chǔ)課程代碼:ENVI130010.01開課院系:環(huán)境科學(xué)與工程系 考試形式:閉卷裝訂線內(nèi)不要答題裝訂線內(nèi)不要答題題號12345678總分得分姓名:專業(yè):學(xué)號:第一題：填空（每空1分，共20分）1、201.33 kPa, 360mmHg2、減小，增大3、沿程阻力，局部阻力4、1/165、恒定流,非恒定流6、氣蝕7、增大傳熱面積，增大平均溫差，提高傳熱系數(shù)8、, ,=,=9、層流底層10、塔底11、組分在溶劑中的溶解度之

2、差異第二題：計算題1 （25分）.用離心泵把20 c的水（密度=1000Kg/m 3）從開口貯槽送至表壓強(qiáng)為1.5 x 1（5Pa的密閉容器，貯槽和容器的水位恒定，各部分相對位置如本題附圖所示。管道均為 108X 4mm的無縫鋼管，吸入管長為20m ,排出管長為100m （各段管長均42700Pa ,0.02 。試包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。當(dāng)閥門為3/4開度時，泵入口真空表讀數(shù)為 兩測壓口的垂直距離為42700Pa ,0.02 。試閥門3/4開度時管路的流量（m 3/h）(2)泵出口壓強(qiáng)表讀數(shù)（Pa）(3)現(xiàn)將流量變?yōu)樵瓉砹髁康?2)泵出口壓強(qiáng)表讀數(shù)（Pa）(3)現(xiàn)將流量變?yōu)樵瓉砹髁康?.

3、3倍，吸入管長不變，摩擦系數(shù)為0.02。該流量下的允許吸入真空度為5.8m ,的允許吸入真空度為5.8m ,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.5 X104Pa,問在安裝高度不變的情況下，該泵是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)（1）在貯槽液面0-0及真空表所在截面1-1 間列伯努利式，并以0-0面為基準(zhǔn)面：Z0P0g2U02gZ12P1（1）在貯槽液面0-0及真空表所在截面1-1 間列伯努利式，并以0-0面為基準(zhǔn)面：Z0P0g2U02gZ12P1U1g 2gH f,0 1f ,0l U2 2g0.02200.12U12 9.8120.204U12427002U19.81 10002 9.81_20.204U12.30m/s2_2_

4、_3-d2u 0.785 0.12 2.3 3600 65m3/h4間列伯努利式，仍以0-0 （2）在泵出口壓強(qiáng)表測壓口中心2-2 截面與容器內(nèi)液面3-3 間列伯努利式，仍以0-0 P3HH f,2 3H f ,2 3l U120.02P3HH f,2 3H f ,2 3l U120.021000.12.32_5.3925m2 9.81P210009.81P21.59.81 1000”一16 5.39253.23 105Pa（表壓）2U2 Z32g（3）Hs H ss（牛10）（牛gg0.24） 5.8 （；, ；3（3）Hs H ss（牛10）（牛gg0.24） 5.8 （；, ；3 10）

5、 （0.24 0.24） 4.46mH f ,0 12l U1d 2g0.022202.9921.823m0.1 2 9.81Hg Hs日H 2g Hf,014.462.992 1.823 2.18m2 9.81允許安裝高度為2.18m,現(xiàn)安裝高度為3m,故泵不能正常操作。閥門開大時的情況 當(dāng)Q =1.3Q 時，則u =1.3 X2.3=2.99m/s因操作條件下大氣壓強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)條件的大氣壓強(qiáng)不同，251。斤而A -白 _ 700 -251。斤而司司=-015T工工 1的3M加保溫層后:11=740 C, t4=90C所以心一%&+d+心一%&+d+生%41 %MM4?047 。百門而答：加保溫

6、層前每小時每平方米的壁面損失熱量為2610 W/R2加保溫層后每小時每平方米的壁面損失熱量為823W/rH3.請任選以下三題中的兩題作答(每個題均為 20分)某吸收塔用溶劑 B吸收混合氣體中的 A化合物。在塔的某一點(diǎn)，氣相中 A的分壓為21kPa,液 相中A的濃度為1.00X10-3kmolm_3,氣液間的傳質(zhì)通量為0.144kmolm-2h-1,氣膜傳質(zhì)系數(shù)kG為0.0144kmol h_1 m-2 kPa-1。實(shí)驗(yàn)證實(shí)系統(tǒng)服從亨利定律，當(dāng)Pa= 8kPa時，液相的平衡濃度為 1.00X10-3 kmol m-3,求下列各項：(1)計算以分壓差和物質(zhì)的量濃度差表示的總推動力、總傳質(zhì)系數(shù)(2)

7、氣相阻力占總阻力的百分率為多少？解：(1) H = 1.00 o 10 = 1.25 10-4kmol m-3kPa-1N 0.144pA- Pa=京=04 = 10kpapA - pA,* = 21 - 8 = 13kPaca*ca* - ca = pAH - ca = 211.25 10-4 -1.00 x 10-3 = 1.625 10-3 kmol m-3Kg = *7 = = 0.01108 kmol h-1 m-2 kPa-1A(pA - pA )13二人 工 11_1Kg = kG + HkL = 0.0144 + 1.25 10-4kL = 0.01108 一一 -1kL =

8、384m 卜Kl =Kl =88.6 m h-141.25 104ca,i - ca =NAkLca,i - ca =NAkL0.144384=3.7510-4kmol m-3(2)1kG1Kg0011080.0144=77%一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分Ao已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m ,進(jìn)塔混合氣組成為 0.04 （A的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），出塔尾氣組成為0.0053 ,出塔水溶液濃度為 0.0128 , 操作條件下平衡關(guān)系為 Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（2）所需填料層高度？（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033 ,求此

9、時填料層高度為若干米？解：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？Y10.041 0.040.0417Y10.041 0.040.0417丫20.00531 0.00530.00533X10.001280.012971 0.00128L/V丫1 丫21X70.0417 0.005330.012970-L/V丫1 丫21X70.0417 0.005330.012970-2.804(L/V)min丫丫2丫1丫2X1 X2 x/m0.0417 0.005330.0417/2.52.18(L/V)(L/V)min2.8042.18 1.286（2 ）所需填料層高度H H og Nog1/A mV/L 2.5

10、/2.804 0.892N H H og Nog1/A mV/L 2.5/2.804 0.892N og1/Aln(11/a)ymX2mX21/A丫20.00331 0.00330.00331OG1/Aln(11/A)丫mX2mX21/A丫20.00331 0.00330.00331OG1/Aln(11/A)丫mX2mX21/A0.0417 0ln(1 0.892) 0.8921 0.8920.00533 05.11故 H HOG Nog 1.5 5.11 7.67m（3）此條件下的填料層高度。Z HOG Nog 1.5 7.52 11.28m3.3在常壓填料吸收塔中，以清水吸收焦?fàn)t氣中的氨氣

11、。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，焦?fàn)t氣中的氨的濃度為0.01kg/m3,流量為5000m3/h。要求回收率不低于99%,若吸收劑用量為最小用量的1.5倍?；旌蠚膺M(jìn)塔的溫度為30 C ,空塔速度為1.1m/s。操作條件下平衡關(guān)系為Y 1.2。氣體體積吸收系數(shù)Kva200kmol/ m3 h。試分別用對數(shù)平均推動力法及吸收因素法求總傳質(zhì)單元數(shù)及填料層高度。解：Y10.01 17 102 0.01318 1.318 10 21000 22.4丫21 X 1 0.99 0.01318 1.318 10 45000221 1.31 8 1 0 22.20 27 1 02 kmol h22.45000 273.15 303

12、操作條件下氣體流量：Q 1.5414m3/s3600273.151.541421.4013m21.1Y丫20.99 1.318 10 2minX1*X21.318 10 21.1881.21.51.51.188 1.782minXi丫1丫20.99 1.318 10 27.320310 31.78233 4.392 10 3對數(shù)平均推動力法：Yj Yj* 1.318 10 2 1.2 7.3208 10丫2Y2 Y2* 1.318 10 4YmY2YY24.392 10 3 1.318 10 44.392 10 n1.318 101.215 10 3NogYiY2Ym0.99 1.318 10

13、 21.215 10 310.74hogVKa22.2027 102200 1.40130.786mH HogN0G 0.786 10.74 8.442m吸收因素法：1/AmV1.20.67341.782Nogln 11 1/A1/A YmX1/AmV1.20.67341.782Nogln 11 1/A1/A YmX2Y2 mX21/A10.7410.7411.318 10 2ln 1 0.6734 -0.67341 0.67341.318 10 4HogNog0.78610.74 8.442m2 (15分).某燃燒爐的平壁是由一層耐火磚(具入1=1.047 W/(m K)與一層普通磚 (其入2=0.814 W/(m K)砌成，兩層厚度均為100mm操作達(dá)到穩(wěn)定后，測得爐壁的內(nèi)表面溫度是700C,外表面溫度為130C。為了減少熱量損失，在普通磚外表面上增 加一層厚度為40mmm呆溫材料(含85%的氧化鎂，入3=0.