華中科技大學(xué)2018-2019學(xué)年度第一學(xué)期《環(huán)境工程原理》考試試卷

華中科技大學(xué)2018~2019學(xué)年度第一學(xué)期《環(huán)境工程原理》考試試卷（B卷）課程性質(zhì)：必修使用范圍：本科考試時(shí)間：2019年1月考試方式：閉卷學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名成績(jī)答案題目一二三四五六七八九十總分得分重力加速度：9.81kgm/s2；空氣平均分子量：29；0℃水的比汽化熱2492kJ/kg水；水汽的比熱容：1.88kJ/(kg﹒℃)；干空氣的比熱容：1.01kJ/(kg﹒℃)。一、填充題：（每題2分，共10分）1、判斷流體流動(dòng)類(lèi)型的指標(biāo)為雷諾數(shù)；其計(jì)算式為duρ/μ。2、過(guò)濾速度等于過(guò)濾推動(dòng)力與過(guò)濾阻力之商；傳熱速率等于傳熱推動(dòng)力與傳熱阻力之商；傳質(zhì)速率等于傳質(zhì)推動(dòng)力與傳質(zhì)阻力之商。3、對(duì)一定的管路：兩臺(tái)同型號(hào)的離心泵并聯(lián)操作，總流量增加，但達(dá)不到單臺(tái)泵的兩倍；串聯(lián)操作，總揚(yáng)程增加，但也達(dá)不到單臺(tái)泵的兩倍。4、開(kāi)啟離心泵，先檢查泵進(jìn)口管道是否充滿(mǎn)液體；然后關(guān)閉出口閥門(mén)啟動(dòng)泵，再打開(kāi)出口閥門(mén)；停泵時(shí)則先關(guān)閉出口閥門(mén)再停泵。5、操作線(xiàn)在平衡線(xiàn)上方時(shí)，則為吸收操作；操作線(xiàn)在平衡線(xiàn)下方時(shí)，則為解吸操作。二、簡(jiǎn)答題：（每題2.5分，共10分）1、有效汽蝕余量、必需汽蝕余量與允許汽蝕余量之間的關(guān)系如何？最大允許安裝高度如何計(jì)算？答：有效汽蝕余量，必需汽蝕余量，不發(fā)生汽蝕時(shí)；允許汽蝕余量為，。最大安裝高度最大允許安裝高度2何謂離心式通風(fēng)機(jī)的“全風(fēng)壓”、“靜風(fēng)壓”和“動(dòng)風(fēng)壓”？它們之間的關(guān)系如何？答：全風(fēng)壓：?jiǎn)挝惑w積氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的總機(jī)械能。靜風(fēng)壓：進(jìn)出口靜壓之差再減去進(jìn)口動(dòng)壓。動(dòng)風(fēng)壓：出口動(dòng)壓。全風(fēng)壓=靜風(fēng)壓+動(dòng)風(fēng)壓。3、簡(jiǎn)述“兩相間傳質(zhì)的雙膜理論”的要點(diǎn)。答：（1）當(dāng)氣液兩相接觸時(shí)，兩相間有一個(gè)相界面，其兩側(cè)分別視為呈層流流動(dòng)的穩(wěn)定膜層（有效層流膜層），溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式連續(xù)通過(guò)兩個(gè)有效層流膜層；（2）界面上氣液兩相成平衡，界面上無(wú)傳質(zhì)阻力；（3）膜層外為湍流主體，不存在傳質(zhì)推動(dòng)力（無(wú)濃度差）。5．空氣的含濕量用那些物理量表征？表征空氣的溫度又有那些物理量？答：空氣含濕量：（1）水汽分壓；（2）相對(duì)濕度；（3）濕度?？諝獾臏囟龋焊汕驕囟?；濕球溫度；露點(diǎn)溫度；絕熱飽和溫度。計(jì)算題：（每題16分，共80分）三、有一直徑為3米的封閉高位圓形槽，槽底標(biāo)高4米，內(nèi)裝引發(fā)液A，槽底有φ15mm×2.5mm的管子將A送入反應(yīng)塔的中部，入塔的管中心標(biāo)高3米，塔內(nèi)液位標(biāo)高2米，反應(yīng)塔頂與高位槽頂有氣壓平衡管相聯(lián)通。輸送A的管線(xiàn)總的局部壓頭損失為2.5（u為管內(nèi)A液體的流速）。當(dāng)高位槽液位維持在2米時(shí)，A的輸液量為m3/h?若A的流量增加10%，高位槽的液面應(yīng)提高多少？(6分)解：選擇1-1和2-2截面，則Z1=4+2=6m，Z2=3m；p1=p2；u1=0，ΣHf=2.5(6分)（5分）；；（5分）（3分）（3分）（2分）高位槽的液面應(yīng)提高（2分）四、用多層降塵室除塵，已知降塵室總高4m，每層高0.2m，長(zhǎng)4m，寬2m，欲處理的含塵氣體密度為1kg/m3，粘度為3×10-5Pa﹒s，塵粒密度為3000kg/m3，要求完全除去的最小顆粒直徑為20μm，試求（1）最小塵粒的沉降速度；（2）可處理的最大的氣體流量。解：假設(shè)塵粒沉降處于層流區(qū)，則塵粒的沉降速度為（5分）（5分）（3分）檢驗(yàn)：，假設(shè)成立。（3分）（4分）降塵室總沉降面積為（4分）（4分）所以最大處理流量為（4分）五、在套管換熱器中用冷水將100℃的熱水冷卻至50℃，熱水的質(zhì)量流量為3600kg/h。冷卻水在直徑為φ159mm×4.5mm的管內(nèi)流動(dòng)，溫度從20℃升到30℃。已知基于管外表面的總傳熱系數(shù)為2320W/(m2﹒℃)。若冷、熱水的平均比熱容都為CP=4.178kJ/(kg﹒K)；并忽略熱損失，試求：（1）冷卻水的用量；（2）并流流動(dòng)與逆流流動(dòng)時(shí)分別所需管長(zhǎng)；并加以比較。解：（1）由熱量衡算方程：（3分）冷卻水用量：（3分）（2分）（2）并流時(shí)℃（2分）100℃→50℃（2分）（2分）20℃→30℃（2分）（2分）ΔT2=80℃ΔT1=20℃（2分）逆流時(shí)℃（2分）100℃→50℃（2分）（2分）30℃←20℃（2分）（2分）ΔT2=70℃ΔT1=30℃（1分）比較得逆流所需的管路短，故逆流的傳熱效率較高。（1分）六、有一填料層高度為5m的吸收塔，以逆流方式用清水吸收空氣中某氣態(tài)污染物B。液氣比為1.0，吸收率為90%。操作條件下的平衡線(xiàn)斜率為m=0.5。如果改用另一種填料，在相同條件下吸收率可提高到95%，試計(jì)算（1）兩種情況下的氣相傳質(zhì)單元數(shù)NOG和氣相傳質(zhì)單元高度HOG；（2）兩種填料的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)之比。（4分）解：吸收因子為；X2=0；（4分）（3分）原填料：（3分）（2分） （2分）（3分）新填料：（3分）（2分）（2分）（2分）兩種填料的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)之比：（2分）七、有一氣流式干燥器處理能力為280kg/h濕料。物料的濕基含水量，進(jìn)入時(shí)為20%，出料時(shí)為2%；在干燥器內(nèi)由15℃升至45℃。冷空氣的溫度為15℃，濕度為0.00734kg水/kg干氣，經(jīng)預(yù)熱器升溫至