环境工程原理
1.增大传热的措施：1.增大传热面积
2.增大平均温差
3.提高传热系数
2.热量传递方式主要有：导热，热对流和热辐射
3.萃取剂的选择：a的大小反映了萃取剂对溶质A的萃取容易程度。若a>1，表示溶质A在萃取相中的相对含量比萃余相中高，萃取时组分A可以在萃取相中富集，a越大，组分A与B的分离越容易。若a=1，则组分A与B 在两相中的组成比例相同，不能用萃取的方法分离。
4.膜分离是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推动力，使原料中的某组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物分离和产物的提取，浓缩，纯化等目的。条件：在选择分离因子时，应使其值大于1。如果组分A通过膜的速度大于组分B，膜分离因子表示为aA/B；反之。则为aB/A；如果aA/B=aB/A=1,则不能实现组分A与组分B的分离。
5. 离子交换速率的影响因素：1.离子的性质 2.树脂的交联度 3.树脂的粒径 4.水中离子浓度 5.溶液温度
6.流速或搅拌速率
6. 本征动力学方程实验测量中怎样消除对外扩散的影响：加大流体流动速度，提高流体湍流程度，可以减小边界层厚度，使边界的扩散阻力小到足以忽略的程度。
7. 吸附剂的主要特性：1.吸附容量大。2.选择性强。3.温定性好。4.适当的物理特性。5.价廉易得。
常见的吸附剂;活性炭,活性炭纤维,炭分子筛,硅胶,活性氧化铝,沸石分子筛
8. 固相催化反应过程：反应物的外扩散—反应物的内扩散—反应物的吸附—表面反应—产物的脱附—产物的内扩散—产物的外扩散
9. 测速管特点：测得的是点流速，特点：结构简单，使用方便，流体的能量损失小，因此较多地用于测量气体的流速，特别适用于测量大直径管路中的气体流速。当流体中含有固体杂质时，易堵塞测压孔。
孔板流量计特点：结构简单，固定安装，安装方便，但流体通过孔板流量计时阻力损失较大。
文丘里流量计特点：阻力损失小，尤其适用于低压气体输送中流量的测量；但加工复杂，造价高，且安装时流量计本身在管道中占据较长的位置。
转子流量计特点：必须垂直安装，流体自下而上流动，能量损失小，测量范围宽，但耐温，耐压性差。
10．物理吸收和化学吸收的区别
物理吸收仅仅涉及混合物分中某一祖分的简单传质过程，溶质在气液两相间的平衡关系决定了溶剂在相同传递过程的方向，极限以及传质推动力
化学吸收指溶剂A被吸收剂吸收后，继续与吸收剂或者其中的活性组分B发生化学反应，气液相际传质和液相内的化学反应同时进行
11.简述温室效应产生的机理（资料：地球和太阳表面温度的平均温度分别为288K 和5800K）
地球吸收太阳的辐射能量才能如此巨大的辐射能量，但是，太阳辐射在地球上的波长要远短于地球向空间辐射的波长，这种波长的变化扮演了温室效应中至关重要的角色。二氧化碳及其他温室气体对于来自太阳的短波相对透明，但是它们往往吸收那些由地球辐射出去的长波。所以在大气中积累的温室气体，就像一床包裹在地球表面的毯子，搅乱了地球的辐射平衡，导致地球温度升高。
12.为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮
多孔材料的孔隙中保留大量气体，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.
13.球体在空气中运动，试分析在相同的逆压梯度下，不同流态的边界层对运动阻力的影响。
若球体体积较小，运动速度较快，球体主要受到阻力有摩擦阻力和形体阻力，且形体阻力占主导。在相同的逆压梯度下，层流边界层靠近壁面侧速度梯度小，边界层分离点靠前，尾流区较大，形体阻力大。而湍流边界层速度梯度大，边界层分离点后移，尾流区较小，形体阻力减小，运动阻力也相应减小。
14. ．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
一、采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等方法增大接触面积；三、适当增加压强；四、加快废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。
15. 边界层厚度:通常将流体速率达到来流速率99%时的流体层厚度定义为边界层厚度。
边界层分离的必要条件：黏性作用和逆压梯度。
层流边界层比湍流层更容易分离。
16.圆管层流流动的平均速率为最大速率的一半。
17.对于圆管层流流动的摩擦阻力，流量不变时，产生的能量损失:(1)当管长增加一倍时，阻力损失引起的压降增加
一倍.（2）当管径增加一倍时，压降变为原来的1/16.
18.强化换热器传热过程的途径：增大传热面积、增大平均温差、提高传热系数
减少热阻的主要方法：提高流体的速度、增强流体的扰动、在流体中加固体颗粒、在气流中喷入液滴、采用短管换热器、防止结垢和及时清除污垢
19.分子扩散:由分子的微观运动（无规则运动）引起的物质扩散称为分子扩散。
涡流扩散：由流体涡团的宏观运动引起的扩散称为涡流扩散。
20.离子交换速率的控制步骤：A.边界水膜内的迁移B.交联网孔内的扩散C.离子交换D.交联网内的扩散E.边界水膜内
的迁移
A和E称为液膜扩散步骤或外扩散；B和D称为树脂颗粒内扩散或孔道扩散步
C为交换反应步骤
22.传质单元是指通过一定高度的填料层传质，使一相组成的变化恰好等于该段填料中的平均推动力，这样一段填料层的传质称为一个传质单元
传质单元数即为这些传质单元的数目，只取决于传质前后气，液相的组成和相平
衡关系，与设备的情况无关，其值的大小反映了吸收过程的难易程度
传质单元高度是完成一个传质单元分离任务所需要的填料层高度，主要取决于设备情况、物理特性及操作条件等，其值大小反映了填料层传质动力学性能的优劣
23.离子交换速率的影响因素
A.离子性质：离子的化合价越高，其孔道扩散速率越慢
B.树脂的交联度：树脂的交联度大，离子在树脂网孔内的扩散就慢
C.树脂的粒径：树脂粒径越小，离子在孔道扩散的距离越短，同时液膜扩散的
表面积增加，因此树脂整体的交换速率越快。对于液膜扩散，离子交换速率与树脂粒径成反比；对于孔道扩散，离子交换速率与树脂粒径的二次方程反比
D.水中离子浓度：离子浓度越大时，其在水膜中的扩散很快，离子交换速率为孔道扩散控制，反之，为液膜扩散控制
E.溶液温度：升高溶液温度，有利于提高栗子交换速率
F. 流速或搅拌速率：增加树脂表面水流流速或提高搅拌速率，可以增加树脂表面附近的水流紊动程度，在一定程
度上可提高液膜扩散速率。
24.膜传递的过程模型
A.通过微孔的传递：在最简单的情况下是单纯的对流传递
B.基于扩散的传递：要传递的组分首先必须被溶解在膜相内
25.空时：反应器有效体积与物料体积流量之比值。t=V/qv
空速：指单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量。表示单位时间能处理几倍于反应器体积的物料，反映了一个反应器的强度。SV= qv/V
26. 间歇操作是将反应原料原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一次取出全部的反应物料，
然后进入下一批原料的投入、反应和物料的取出，因此有时也称为分批操作
连续地将原料输入反应器，反应物料也连续地流出反应器，这样的操作称为连续操作
27.全混流：指反应物进入反应器后，能瞬间达到完全混合，反应器内的浓度、温度等处处相同。全混流认为返混
为无限大。
推流：指物料以相同的流速和一致的方向移动，即物料在反应器内齐头并进，在径向充分混合，但不存在轴向混合，即返混为0.
28.平推流反应器的特点：A.在连续稳态操作条件下，反应器各断面上的参数不随时间变化而变化B.反应器内各组分浓度等参数随轴向位置变化而变化，故反应速率随之变化C.在反应器的径向断面上各处浓度均一，不存在浓度分布。
平推流反应器满足条件：A.管式反应器的管长是管径的10倍以上，各断面上的参数不随时间变化而变化B.固相催化反应器的填充层直径是催化剂粒径的10倍以上。
29.基质抑制：对于苯酚、氨、醇类等对微生物生长有毒害作用的基质，在低浓度范围内，生长速率随基质浓度的增加而增加，但当其浓度增加到某一数值时，生长速率反而随基质浓度的增加而降低，这种现象称基质抑制作用
代谢产物抑制：在某些情况下，代谢产物会影响微生物的生长，这种现象称代谢产物抑制现象。 30.本征动力学
反应物吸附过程控制：
表面反应过程控制：
P
P A A
P
S P A A S
A p K p K p K K p K k r ++-=-1)/(
产物脱附：
)1(1/S A A P P A A S P
A K p K K p p K K k r ++-=-
31.费克定律：dz
dc -D N A AB Az =（用物质的量浓度表示）
式中：N Az ——单位时间在z 方向上经单位面积扩散的组分A 的量，即扩散通量，也称扩散速率，kmol/（m 2
·s ）；
c A ——组分A 的物质的量浓度，kmol/m 3
；
D AB ——组分A 在组分B 中进行扩散的分子扩散系数，m 2
/s ；
dz
dc A ——组分A 在z 方向上的浓度梯度，kmol/(m 3
·m)。 费克定律表明扩散通量与浓度梯度成正比，负号表示组分A 向浓度减小的方向传递。 对于液体混合物，常用质量分数表示浓度，于是又可写成dz
dx D -N mA AB Az ρ=；
当混合物的浓度用质量浓度表示时，又可写为dz d -D N A
AB Az ρ=
32.准数
Helfferich 数（He ）：
根据液膜扩散控制与颗粒内扩散控制两种模型得到的半交换周期，即交换率达到一半时所需要的时间之比，得到：
1
)/1(+-
=-P P S P
A
S P
A a
A p K K p K K K p k r
He=1，表示液膜扩散与颗粒内扩散两种控制因素同时存在，且作用相等；
He ＞＞1，表示液膜扩散所需要之半交换周期远远大于颗粒内扩散时之半交换周期，故为液膜扩散控制； He ＜＜1，表示为颗粒内扩散控制。
Vermeulen 数（Ve ）
Ve ＜0.3，为颗粒内扩散控制；
Ve ＞0.3，为液膜扩散控制； 0.3＜Ve ＜3.0，为两种因素皆起作用的中间状态。
33.细胞产率系数
S X
Y S X ?-?==
反应消耗的某一基质量细胞的生长量/ X X S
X S X C X Y S X Y γγγγ//=?-?=??=碳源的含碳率碳源消耗量细胞的含碳率细胞生长量
34.代谢产物的产率系数
s p S P r r S P Y -=?-?==
基质消耗量代谢产物生成量/S P
S
P C P Y Y γγ//=??=基质含碳率基质消耗量产物含碳率代谢产物生成量
35.固体催化剂的物理性状
（1）比表面积：单位质量催化剂具有的表面积称为比表面积。记为a s
（2）颗粒孔体积又称孔容积，简称孔容，是指每克催化剂内部微孔所占有的体积，用Vg 表示,其单位是㎝3g -1。
孔隙率是催化剂颗粒孔容积占总体积的分率，用?p 表示p
g p V V ==颗粒总体积
颗粒微孔体积ε
（3）固体密度又称真密度，是指催化剂固体物质单位体积（不包括孔占有的体积）的质量，用ρs 表示，单位为
g.㎝-3。颗粒密度是指单位体积固体催化剂颗粒（包括孔体积）的质量，用ρp 表示, 单位为g.㎝-3.
s
Vg s Vg M M ρρρε.1s
Mp V V g p g p p +?=
+=+=
固体体积颗粒微孔体积颗粒微孔体积
(4)颗粒微孔的结构与孔体积分布：除孔容外，颗粒内微孔的性状和孔径对催化剂的性质也有很大的影响。用孔体积分布，即不同孔径的微孔所占总孔体积的比例，可以粗略的评价微孔的结构， (5)颗粒堆积密度（ρb ）： V m p b ==填充层体积颗粒质量ρ
(6) 填充层空隙率（εb ）:
填充层体积
颗粒体积填充层体积填充层体积填充层颗粒间空隙体积-=
=b ε p
b
p b V V ρρε-==1-
1
2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？
解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即 33
965
108.31429810400100.15101.0131064
A A RT pM ρ--???=??=???大于允许浓度，故不符合要求 2.8某河流的流量为3.0m 3/s ，有一条流量为0.05m 3/s 的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况，在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L 。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
解：设溪水中示踪剂的最低浓度为ρ
则根据质量衡算方程，有0.05ρ＝（3＋0.05）×1.0， 解之得ρ＝61 mg/L
加入示踪剂的质量流量为61×0.05g/s ＝3.05g/s
2.9假设某一城市上方的空气为一长宽均为100 km 、高为1.0 km 的空箱模型。干净的空气以4 m/s 的流速从一边流入。假设某种空气污染物以10.0 kg/s 的总排放速率进入空箱，其降解反应速率常数为0.20h －
1。假设完全混合，
（1）求稳态情况下的污染物浓度；（2）假设风速突然降低为1m/s ，估计2h 以后污染物的浓度。 解：（1）设稳态下污染物的浓度为ρ
则由质量衡算得10.0kg/s －（0.20/3600）×ρ×100×100×1×109
m 3
/s －4×100×1×106
ρm 3
/s ＝0 解之得ρ＝1.05× 10-2
mg/m 3
（2）设空箱的长宽均为L ，高度为h ，质量流量为q m ，风速为u 。 根据质量衡算方程12m t
m m d q q k V d ρ--=
有()22t
m d q uLh k L h L h d ρρρ--=
带入已知量，分离变量并积分，得23600
-6-50
1.0510t 10 6.610d d ρ
ρ
ρ
-?=-??
?
积分有ρ＝1.15×10-2mg/m 3
2.11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＝3m z 1＝z 0－1m 3×（π×0.25m 2）-1＝1.73m 积分计算得t ＝189.8s
4.3 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）单位面积热通量及层与层之间温度；（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
＝
11
0.51.4m Wm K
--＝0.357 m 2
·K/W r 2＝3.8 m 2·K/W ， r 3＝0.272·m 2 K/W
所以有q ＝
123
T
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/W q ＝ΔT/（r 1＋r 2＋r 3＋r’）＝195.3W/m 2
3.5 如图3-3所示，有一直径为1m 的高位水槽，其水面高于地面8m ，水从内径为100mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m ，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按25.6u h f =∑计算，式中u 为水在管内的流速，单位为m/s 。试计算（1）若水槽中水位不变，试计算水的流量；（2）若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m 所需的时间。
解：（1）以地面为基准，在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程，有
u 12/2＋p 1/ρ＋gz 1＝u 22/2＋p 2/ρ＋gz 2＋Σh f
由题意得p 1＝p 2，且u 1＝0
所以有9.81m/s 2×（8m －2m ）＝u 2/2＋6.5u 2解之得u ＝2.90m/s
q v ＝uA ＝2.90m/s×π×0.01m 2/4＝2.28×10－
2m 3/s
（2）由伯努利方程，有u 12/2＋gz 1＝u 22/2＋gz 2＋Σh f 即u 12/2＋gz 1＝7u 22＋gz 2
由题可得u 1/u 2＝（0.1/1）2＝0.01
取微元时间dt ，以向下为正方向，则有u 1＝dz/dt 所以有（dz/dt ）2/2＋gz 1＝7（100dz/dt ）2/2＋gz 2 积分解之得t ＝36.06s
3.9 一锅炉通过内径为3.5m 的烟囱排除烟气，排放量为3.5×105m 3/h ，在烟气平均温度为260℃时，其平均密
度为0.6 kg/m 3，平均粘度为2.8×10－
4Pa·s 。大气温度为20℃，在烟囱高度范围内平均密度为1.15 kg/m 3。为克服煤灰阻力，烟囱底部压力较地面大气压低245 Pa 。问此烟囱需要多高？假设粗糙度为5mm 。
解：设烟囱的高度为h ，由题可得 ，u ＝q v /A ＝10.11m/s ， Re ＝duρ/μ＝7.58×104 相对粗糙度为ε/d ＝5mm/3.5m ＝1.429×10
－3
查表得λ＝0.028
所以摩擦阻力2
2
f h u h d λ=∑
建立伯努利方程有u 12/2＋p 1/ρ＋gz 1＝u 22/2＋p 2/ρ＋gz 2＋Σh f 由题有u 1＝u 2，p 1＝p 0－245Pa ，p 2＝p 0－ρ空gh
（h×1.15 kg/m 3×9.8m/s 2－245Pa ）/（0.6kg/m 3）＝h×9.8m/s 2＋h×0.028/3.5m×（10.11m/s ）2/2解之得h ＝47.64m 3.10用泵将水从一蓄水池送至水塔中，如图3-4所示。水塔和大气相通，池和塔的水面高差为60m ，并维持不变。水泵吸水口低于水池水面2.5m ，进塔的管道低于塔内水面1.8m 。泵的进水管DN150，长60m ，连有两个90°弯头和一个吸滤底阀。泵出水管为两段管段串联，两段分别为DN150、长23m 和DN100、长100 m ，不同管径的管道经大小头相联，DN100的管道上有3个90°弯头和一个闸阀。泵和电机的总效率为60％。要求水的流量为140 m 3/h ，如果当地电费为0.46元/（kW·h ），问每天泵需要消耗多少电费？（水温为25℃，管道视为光滑管） 解：由题，在进水口和出水口之间建立伯努利方程，有W e ＝gh ＋Σh f 25℃时，水的密度为997.0kg/m 3，粘度为0.9×10－
3Pa·s
管径为100mm 时，u ＝4.95m/s ，Re ＝duρ/μ＝5.48×105，为湍流 为光滑管，查图，λ＝0.02
管径为150mm 时，u ＝2.20m/s ，Re ＝duρ/μ＝3.66×105
管道为光滑管，查图，λ＝0.022 泵的进水口段的管件阻力系数分别为
吸滤底阀ζ＝1.5；90°弯头ζ＝0.75；管入口ζ＝0. 5
Σh f1＝（1.5＋0.75×2＋0.5＋0.022×60/0.15）×（2.20m/s ）2/2＝29.76m 2/s 2
泵的出水口段的管件阻力系数分别为
大小头ζ＝0.3；90°弯头ζ＝0.75；闸阀ζ＝0.17；管出口ζ＝1
Σh f2＝(1＋0.75×3＋0.3＋0.17＋0.02×100/0.1)×(4.95m/s)2/2＋(0.023×23/0.15)×(2.20m/s)2/2＝299.13m 2/s 2
W e ＝gh ＋Σh f =29.76m 2/s 2＋299.13m 2/s 2＋60m×9.81m/s 2＝917.49 m 2/s 2＝917.49J/kg
W N ＝（917.49J/kg/60％）×140m 3/h×997.0kg/m 3＝5.93×104W
总消耗电费为59.3kW×0.46元/（kW·h ）×24h/d ＝654.55元/d
4.4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 60
mm ＝73.99mm （1）R/L ＝
12311
22
33
222m m m b b b r r r πλπλπλ+
+
＝
33030
K m/W K m/W K m/W 24528.4720.1543.2820.0473.99
πππ?+?+???????
＝3.73×10－
4K·m/W ＋0.735K·m/W ＋1.613K·m/W ＝2.348K·m/W Q/L ＝
/T
R L
?＝46.84W/m （2）R/L ＝
12311
22
33
222m m m b b b r r r πλπλπλ+
+
＝
33030
W m/K W m/K W m/K 24528.4720.0443.2820.1573.99
πππ?+?+???????
＝3.73×10－
4K·m /W ＋2.758K·m /W ＋0.430K·m /W ＝3.189K·m /W
Q/L ＝
/T
R L
?＝34.50W/m 4.9在换热器中用冷水冷却煤油。水在直径为φ19×2mm 的钢管内流动，水的对流传热系数为3490 W/（m 2·K ），煤油的对流传热系数为458 W/（m 2·K ）。换热器使用一段时间后，管壁两侧均产生污垢，煤油侧和水侧的污垢热阻
分别为0.000176 m 2·K/W 和0.00026m 2
·K/W ，管壁的导热系数为45 W/（m·K ）。试求
（1）基于管外表面积的总传热系数；（2）产生污垢后热阻增加的百分数。
解：（1）将钢管视为薄管壁，则有
1212
2222232
11110.0021
m K/W m K/W m K/W 0.00026m K/W 0.000176m K/W 349045458
2.9510m K/W
s s b r r K αλα-=++++=?+?+?+?+?=??K ＝338.9W/（m 2
·K ） （2）产生污垢后增加的热阻百分比为12
12100%
10.1760.26100%17.34%2.950.1760.26
s s s s r r r r K
+?--+=?=-- 注：如不视为薄管壁，将有5％左右的数值误差。
4.10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/（m 2·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 pc ΔT c ＝q mh c ph ΔT h
q mc ＝3500kg/h×50℃/10℃＝17500kg/h
（2）并流时有ΔT 2＝80K ，ΔT 1＝20K
2121
802043.2880
ln ln
20m T T K K
T K T T ?-?-?=
==?? 由热量守恒可得KAΔT m ＝q mh c ph ΔT h 即KπdLΔT m ＝q mh c ph ΔT h
23500/ 4.18/()50 3.582320/()0.1843.28mh ph h m
q c T kg h kJ kg K K
L m K d T W m K m K
ππ????=
=
=?????
逆流时有ΔT 2＝70K ，ΔT 1＝30K
212
1
703047.21ln ln 30m T T K K T K T ?-?-?=
==?
同上得2
3500/ 4.18/()50 3.282320/()0.1847.21mh ph h m
q c T kg h kJ kg K K
L m K d T W m K m K
ππ????=
=
=????? 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33
6
2.910 2.910219.701
3.210m T K λ---??===?
6.1 直径60μm 的石英颗粒，密度为2600kg/m 3，求在常压下，其在20℃的水中和20℃的空气中的沉降速度（已知该条件下，水的密度为998.2kg/m 3，黏度为1.005×10-3Pa·s ；空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：（1）在水中，假设颗粒的沉降处于层流区，由式（6.2.6）得：
()()()
2
6233
2600998.29.816010 3.13101818 1.00510
P P t
gd u ρρμ
----???-=
=
=???m/s
检验：
633
6010 3.1310998.2
0.18621.00510
P t eP d u R ρ
μ
---????=
==
（2）在空气中 应用K 判据法，得
()
()()
3
6
32
2
5
60109.81 1.205260020.3361.8110P P d g K ρρρμ--????-=
≈
=
()()2
6
25
26009.8160100.281818 1.8110
P P t gd u ρρμ--???-=≈=??m/s 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
()()()
2
32790013009.81101016.3518180.022
p
p t
gd u ρ
ρμ--???-=
=
=?Pa·
s 检验：3
0.022********Re 0.017216.35
t p p
u d ρμ
-???===<，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/m 3），操作条件是：气体体积流量为6m 3/s ，密度为0.6kg/m 3，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。
解：设降尘室长为l ，宽为b ，高为h ，则颗粒的停留时间为/i t l u =停，沉降时间为/t t h u =沉，当t t ≥沉停时，颗粒可以从气体中完全去除，t t =沉停对应的是能够去除的最小颗粒，即//i t l u h u =
因为V
i q u hb =
，所以60.652
i V V t hu hq q u l lhb lb =====?m/s 假设沉降在层流区，应用斯托克斯公式，得
5min 8.5710p d -=
=
?m 85.7=μm
检验雷诺数5
5
8.57100.60.6Re 1.032310
p t p d u ρμ--???===
所以可以去除的最小颗粒直径为85.7μm
6.8 采用平流式沉砂池去除污水中粒径较大的颗粒。如果颗粒的平均密度为2240kg/m 3，沉淀池有效水深为1.2m ，水力停留时间为1min ，求能够去除的颗粒最小粒径（假设颗粒在水中自由沉降，污水的物性参数为密度1000kg/m 3，黏度为1.2 ×10-3Pa·s ）。
解：能够去除的颗粒的最小沉降速度为
/ 1.2/600.02t u h t ===沉m/s
假设沉降符合斯克托斯公式，则()2
18P P t
gd u ρρμ
-=
所以
41.8810P
d -=
=
=?m
检验4
3
1.88100.021000Re 3.1321.210p t p d u ρμ--???===>?，假设错误。
假设沉降符合艾伦公式，则t
u =
所以
42.1210p
d -==
?m
检验4
3
2.12100.021000Re
3.51.210p t p d u ρμ--???===?，在艾伦区，假设正确。
所以能够去除的颗粒最小粒径为2.12×10-4m 。
6.11 用与例题相同的标准型旋风分离器收集烟气粉尘，已知含粉尘空气的温度为200℃，体积流量为3800 m 3/h ，粉尘密度为2290 kg/m 3，求旋风分离器能分离粉尘的临界直径（旋风分离器的直径为650mm ，200℃空气的密度为0.746 kg/m 3，黏度为2.60×10-5 Pa·s ）。
解：标准旋风分离器进口宽度/40.65/40.1625B D ===m ， 进口高度/20.65/20.325i h D ===m ，
进口气速()()/3800/3600/0.16250.32519.99i V i u
q Bh ==?=
m/s 所以分离粉尘的临界直径为
67.2710m=7.27μm c d -=
=?
7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为2
5
2
610V V A t -+=? 式中：t 的单位为s
（1）如果30min 内获得5m 3滤液，需要面积为0.4m 2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2
5
2
610V V A t -+=?
在s 18006030=?=t 内，3
m 5=V ，则根据过滤方程
180010655252??=+-A
求得，需要的过滤总面积为2
m 67.16=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 1062
5
-?=K
3
m 5.0=e V ，2
3/m m 03.067.165.0===A V q e e ，
s 1510603.0522
=?==-K q t 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，K
q t
e e
2
=
7.6用过滤机过滤某悬浮液，固体颗粒的体积分数为0.015，液体粘度为1×10-3 Pa·s 。当以98.1kPa 的压差恒压过滤时，过滤20min 得到的滤液为0.197 m3/m2，继续过滤20min ，共得到滤液0.287 m 3/m 2，过滤压差提高到196.2kPa 时，过滤20min 得到滤液0.256 m 3/m 2，试计算qe ，r0，s 以及两压差下的过滤常数K （滤液黏度为1×10-3 Pa·s ）。
解：依题意，可得()
123
02981000.19720.19712001100.015
s
e
q r --?+?=
????（1） ()
12
3
02981000.28720.28724001100.015
s
e q r --?+?=????（2） ()
12
3
021962000.25620.25612001100.015
s
e q r --?+?=????（3） 由（1）、（2）得2
2
0.19720.19712000.28720.2872400
e e
q q +?=+?，所以0.022e q =m 3/m 2
由（1）、（3）得12
2
0.19720.1970.022981000.25620.2560.022
196200s
-+????
= ?
+????
，得0.306s =
将q e 和s 代入（1）得1209.81410r =?m -2
所以，当压差为98.1kPa 时，()10.306
5123298100 3.9610
9.814101100.015
K ---?==?????m 2/s 当压差为196.2kPa 时，()10.306
51232196200 6.4109.814101100.015
K ---?==?????m 2/s 7.12 在直径为10mm 的砂滤器中装满150mm 厚的细沙层，空隙率为0.375，砂层上方的水层高度保持为200mm ，管底部渗出的清水流量为6mL/min ，求砂层的比表面积（水温为20℃，黏度为1.005×10-3 Pa·s ，密度为998.2kg/m 3）。
解：清水通过砂层的流速为 ()
2
67.641/2V q u A π===cm/min 31.2710-=?m/s 推动力为3
998.29.810.2 1.9610p gh ρ?==??=?Pa 由式（7.3.11）()32
21l p u L
K a εμε?=
-，可得颗粒的比表面积： ()()333
2
92233
0.375 1.96100.276101.005100.151510.375 1.2710
l p a L K u εμε--??==?=???-?-?? 所以4
1.6610a =?m 2/m 3，()4410.725 1.6610 1.2010b a a ε=-=??=?m 2/m 3
12.4污染物A 在一平推流反应器内发生液相分解反应，不同停留时间时反应器出口处A 的浓度如下表所示，试分别采用积分法和微分法求该反应的反应级数和反应速率常数。
τ/min 0 5 10 15 20 ρA /mg·L －
1
125
38.5
23.3
16.1
12.5
解：（1）积分法：假设该液相分解反应为一级反应－r A =kρA ，则有kτ＝ln ρA0-ln ρA 。 根据表中数据，计算lnρA 值，并做τ－ln ρA 曲线
τ/min 0 5 10 15 20 ln ρA
4.83
3.65
3.15
2.78
2.53
假设该液相分解反应为二级反应，则有1/ρA ＝kτ-1/ρA0 根据表中数据，计算1/ρA 值，并做τ－1/ρA 曲线
τ/min 0 5 10 15
20 1/ρA / (L·mg －
1)
0.008
0.026
0.043
0.062
0.080
拟和得1/ρA ＝0.0036τ＋0.0078，R ＝0.9998线性关系良好，反应级数为2级。
（2）微分法：做ρA －τ曲线，并求解各数据点斜率
dt
d A
ρ-
54.6 23.6 13.3 59.9 1.5 ρA /(mg·L -1)
120
80
60
40
20
对于ln(-r A )与ln ρA 作图可得
ln(-r A ) 4.0 3.16 2.59 1.79 0.4 lnρA
4.78
4.38
4.09
3.69
2.99
对曲线进行拟和，可得ln(－r A )＝2ln ρA －5.6 即
n ＝2，k ＝0.037L/(mg·min)
环境工程原理.doc
1. 增大传热的措施： 1. 增大传热面积 2.增大平均温差 3.提高传热系数 2.热量传递方式主要有：导热，热对流和热辐射 3. 萃取剂的选择： a 的大小反映了萃取剂对溶质 A 的萃取容易程度。若a>1，表示溶质 A 在萃取相中的相对含 量比萃余相中高，萃取时组分 A 可以在萃取相中富集， a 越大，组分 A 与 B 的分离越容易。若a=1，则组分 A 与 B 在两相中的组成比例相同，不能用萃取的方法分离。 4.膜分离是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推动力，使原料中的某组分选择 性地优先透过膜，从而达到混合物分离和产物的提取，浓缩，纯化等目的。条件：在选择分离因子时，应使其 值大于 1。如果组分 A 通过膜的速度大于组分B，膜分离因子表示为aA/B；反之。则为aB/A；如果 aA/B=aB/A=1, 则不能实现组分 A 与组分 B 的分离。 5.离子交换速率的影响因素： 1. 离子的性质 2.树脂的交联度 3.树脂的粒径 4.水中离子浓度 5. 溶液温度 6. 流速或搅拌速率 6.本征动力学方程实验测量中怎样消除对外扩散的影响：加大流体流动速度，提高流体湍流程度，可以减小边界 层厚度，使边界的扩散阻力小到足以忽略的程度。 7.吸附剂的主要特性： 1. 吸附容量大。 2. 选择性强。 3. 温定性好。 4. 适当的物理特性。 5. 价廉易得。常见 的吸附剂 ; 活性炭 , 活性炭纤维 , 炭分子筛 , 硅胶 , 活性氧化铝 , 沸石分子筛 8.固相催化反应过程：反应物的外扩散—反应物的内扩散—反应物的吸附—表面反应—产物的脱附—产物的内扩 散—产物的外扩散 9.测速管特点：测得的是点流速，特点：结构简单，使用方便，流体的能量损失小，因此较多地用于测量气体 的流速，特别适用于测量大直径管路中的气体流速。当流体中含有固体杂质时，易堵塞测压孔。 孔板流量计特点：结构简单，固定安装，安装方便，但流体通过孔板流量计时阻力损失较大。 文丘里流量计特点：阻力损失小，尤其适用于低压气体输送中流量的测量；但加工复杂，造价高，且安装时流量计 本身在管道中占据较长的位置。 转子流量计特点：必须垂直安装，流体自下而上流动，能量损失小，测量范围宽，但耐温，耐压性差。 10．物理吸收和化学吸收的区别 物理吸收仅仅涉及混合物分中某一祖分的简单传质过程，溶质在气液两相间的平衡关系决定了溶剂在相同传递过程 的方向，极限以及传质推动力 化学吸收指溶剂 A 被吸收剂吸收后，继续与吸收剂或者其中的活性组分 B 发生化学反应，气液相际传质和液相内的 化学反应同时进行 11. 简述温室效应产生的机理（资料：地球和太阳表面温度的平均温度分别为288K和5800K） 地球吸收太阳的辐射能量才能如此巨大的辐射能量，但是，太阳辐射在地球上的波长要远短于地球向空间辐射的波 长，这种波长的变化扮演了温室效应中至关重要的角色。二氧化碳及其他温室气体对于来自太阳的短波相对透明，但是 它们往往吸收那些由地球辐射出去的长波。所以在大气中积累的温室气体，就像一床包裹在地球表面的毯子， 搅乱了地球的辐射平衡，导致地球温度升高。 12.为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮 多孔材料的孔隙中保留大量气体，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. 13.球体在空气中运动，试分析在相同的逆压梯度下，不同流态的边界层对运动阻力的影响。 若球体体积较小，运动速度较快，球体主要受到阻力有摩擦阻力和形体阻力，且形体阻力占主导。在相同的逆压梯 度下，层流边界层靠近壁面侧速度梯度小，边界层分离点靠前，尾流区较大，形体阻力大。而湍流边界层速度梯度 大，边界层分离点后移，尾流区较小，形体阻力减小，运动阻力也相应减小。 14.．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 一、采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等方法增大接触面积；三、适当增加压强；四、加快 废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。 15.边界层厚度 : 通常将流体速率达到来流速率 99%时的流体层厚度定义为边界层厚度。边 界层分离的必要条件：黏性作用和逆压梯度。 层流边界层比湍流层更容易分离。 16.圆管层流流动的平均速率为最大速率的一半。 17. 对于圆管层流流动的摩擦阻力，流量不变时，产生的能量损失:(1)当管长增加一倍时，阻力损失引起的压降增
环境工程原理考试重点
环境工程原理考试要点（待完善版） 类型： 一：填空（15分） 二：名词解释（15分） 5个 三：简答题（20分） 4个 四：计算题（50分） 4个 一：填空（15分）因为老师没给，只说了简单所以不好说（下面的仅供参考）
二：名词解释（15分） 5个 16选5 1、球形度：它是表征球形颗粒的形状与球形颗粒的差异程度， 又称为形状系数。 2、干扰沉降：在流体中，如果流体的分率较高，颗粒之间有显 著的相互作用，容器壁面对颗粒沉降的影响也不 可忽，此种沉降称为干扰沉降。
3、分离因数：将同一颗粒在同一种流体中的离心沉降速度与重 力沉降速度的比称为分离因数。 4、分割颗径：粒级效率正好为50%的颗粒直径,称为分割粒径。 5、深层过滤：是指流体中的固体颗粒被过滤介质内部的空隙拦 截在介质的微孔流道内，固体颗粒不形成滤饼。 6、固体流态化：是指将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中， 并在流体作用下使颗粒作翻滚运动，类似于液 体的沸腾状态。 7、傅里叶定律：内涵为通过等温面的导热速率与温度梯度和传 热面积成正比，即（P136）。 8、热导率：单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比 例系数 9、对流传热系数：在对流传热过程中由牛顿冷却定律定义热流 密度q与ΔT成正比。 10、菲克定律：在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面 积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正 比，即。 11、漂流因子：总体流动对传质速率的影响程度，表达式为 P/PBMm。(P212) 12、双膜理论：双模理论基于双模模型，他复杂的的对流传质 过程描述为吸收质以分子扩散形式通过两个串
(完整word版)环境工程原理第三版课后答案
1.2简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，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和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 1.3去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？ 解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？ 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;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。 1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？ 解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么？ 解：该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程，即水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理，为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 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
环境工程原理课程设计报告书
目录 一、吸收技术概况 (3) 二、设计任务及步骤 (3) 2.1设计任务 (3) 三、填料塔操作条件 (3) 四、设计方案的确定 (4) 4.1吸收流程的选择 (4) 4.2吸收剂的选择 (4) 4.3填料的选择 (4) 4.4吸收工艺流程图（附图）及工艺过程说明 (5) 五、吸收塔的物料衡算 (5) 5.1基础物性数据 (5) a.液相物性数据 (5) b.气相物性数据 (5) c.气液两相平衡时的数据 (6) 5.2物料衡算 (6) 5.3填料塔的工艺尺寸计算 (7) a.塔径的计算 (7) b.泛点率校核和填料规格 (9) c.液体喷淋密度校核 (9) 5.4填料层高度计算 (9) a.传质单元数的计算 (9) b.传质单元高度的计算 (10) c.填料层高度的计算 (11) 5.5填料塔附属高度的计算 (12) 5.6液体分布器的简要设计 (12) a.液体分布器的选型 (12) b.分布点密度及布液孔数的计算 (13) 5.7其它附属塔件的选择 (14) a. 填料支撑板 (14) b.填料压紧装置 (14) c.气体进出口装置与排液装置 (14) d.吸收塔主要接管的尺寸计算 (15) e.离心泵的选择 (16) 5.8流体力学参数计算 (16) a.填料层压力降的计算 (16) 六、工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (17) 6.1基础物性数据和物料衡算结果汇总 (17) 6.2填料塔工艺尺寸计算结果表 (19) 6.3流体力学参数计算结果汇总 (20) 6.4附属设备计算结果汇总 (20) D聚丙烯塑料阶梯环填料主要性能参数汇总 (20) 6.5所用38 N
0401701环境工程原理
^^沉淀的污水处理方法主要去除对象是_______。 A、相对密度＞1的颗粒 B、溶解性有机物 C、相对密度＜1的颗粒 D、难溶性有机物 ^^A ~~01|1|1|2|0 ^^污水湿地处理系统是一种_______。 A、生物膜法 B、好氧处理方法 C、生态处理技术 D、厌氧处理方法 ^^C ~~01|1|1|2|0 ^^大气污染控制技术中，化学吸收法主要去除对象是_______。 A、粉尘及飘尘 B、溶解性有机物 C、颗粒状污染物 D、气态污染物 ^^D ~~02|1|1|4|0 ^^环境污染问题具有强烈的_______。 A、综合性 B、时间特征 C、空间特征 D、地域特征 E、经济性 ^^A、B、D
^^按照化学性质分类，污水中的污染物可以分为_______。 A、悬浮固体 B、无机污染物 C、溶解性污染物 D、有机污染物 E、胶体性污染物 ^^B、D ~~02|1|2|4|0 ^^污水处理方法归纳起来可分为_______。 A、好氧处理法 B、化学法 C、物理法 D、厌氧处理法 E、生物法 ^^B、C、E ~~02|1|2|4|0 ^^主要用于固体废弃物的废物资源化技术是_______。 A、堆肥 B、离子交换 C、沼气发酵 D、焚烧 E、活性污泥法 ^^A、D ~~02|1|2|4|0 ^^从技术原理看，环境净化与污染控制技术可以分为_______。 A、隔离法 B、转化法 C、好氧处理法
D、分离法 E、厌氧处理法 ^^A、B、D ~~03|1|1|1|0 ^^隔离技术是利用污染物与污染介质或者其他污染物在物理性质或者化学性质上的差异使其与介质分离。（） ^^对 ~~01|1|2|2|0 ^^环境工程原理中的“三传”是指_______。 A、动能传递、势能传递、化学能传递 B、动能传递、内能传递、物质传递 C、动量传递、能量传递、热量传递 D、动量传递、质量传递、热量传递 ^^D ~~01|1|2|2|0 ^^若当地大气压力为1atm，p1(表)=0.4atm，p2(真空度)＝400mmHg，p3(绝压)=4000Pa，则实际压强_______。 A、p1＞p2＞p3 B、p2＞p1＞p3 C、p3＞p2＞p1 D、p1＞p3＞p2 ^^D ~~03|1|2|1|0 ^^重力沉降法可去除污水中相对密度＜1的颗粒。（） ^^错 ~~06|1|2|1|0 ^^在大气污染控制技术中，化学吸收法主要去除对象是______________。 ^^气态污染物 ~~03|1|2|1|0
环境工程原理 重点 整理
第七章 过滤分类：1、按过滤机理分：表面过滤和深层过滤；2、按促使流体流动的推动力分：重力过滤、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。 表面过滤（滤饼过滤）：常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层易形成的情况下 深层过滤：常发生在滤料内部、固体颗粒物浓度稀的情况下。它是利用过滤介质间的间隙进行过滤的过程。 过滤比阻是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力 目数：泰勒标准筛系列的各个筛以筛网上每英寸长度的孔数为其筛号，也称目数。 过滤水头损失曲线偏离理想曲线的原因在滤料表面有悬浮物沉积，造成表面的堵塞 可压缩滤饼：S=0.2~0.8 不可压缩滤饼：S=0 第八章 1.吸收：吸收是根据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度（或化学反应活性） 的不同，而将气体混合物分离的操作过程。 2.吸收的类型：按溶质和吸收剂之间发生的作用分：物理吸收和化学吸收；按混合气体中 被吸收组分的数目分：单组分吸收和多组分吸收；按在吸收过程中温度是否变化分：等温吸收和非等温吸收。在这些吸收过程中，单组分的等温物理吸收过程是最简单的吸收过程，也是其他吸收过程的基础。 3.溶质在气、液两相间的平衡关系就决定了溶质在相间传质过程的方向、极限以及传质推 动力的大小，是研究吸收传质过程的基础。 4.气-液平衡：在一定的条件（温度、压力等）下，气相溶质与液相吸收剂接触，溶质不 断地溶解在吸收剂中，同时溶解在吸收剂中的溶质也在向气相挥发。随着气相中溶质分压的不断减小，吸收剂中溶质浓度的不断增加，气相溶质向吸收剂的溶解速率与溶质从吸收剂向气相的挥发速率趋于相等，即气相中溶质的分压和液相中溶质的浓度都不再变化，保持恒定。此时的状态为气、液两相达到动态平衡状态。 5.亨利定律：在稀溶液条件下，温度一定，总压不大时，气体溶质的平衡分压和溶解度成 正比，其相平衡曲线是一条通过原点的直线，这一关系称为亨利定律。 6.亨利定律三种形式和三者的关系：1）PA*=EXa，PA*——溶质A在气相中的平衡分压， Pa；XA——溶质A在液相中的摩尔分数；E——亨利系数，Pa。2）PA*=CA/H,H——溶解度系数，kmol/(m3.Pa).3)yA*=mxA,yA——与溶质平衡的气相中的溶质的摩尔分数，m——相平衡常数，无量纲。三者系数的关系：E=mp E=c0/H,c0——液相总物质的量的浓度，kmol/m3 (P270可能有补充) 7.吸收过程的机理：吸收过程是一种典型的溶质由气相向液相的两相传递过程，这个过程 可以分解为以下3个基本步骤：1、溶质由气相主体传递至气、液两相界面的气相一侧，即气相内的传递；2、溶质在两相界面由气相溶解于液相，即相际传递；3、溶质由相界面的液相一侧传递至液相主体，即液相内的传递。 8.双膜理论：1、相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一 层虚拟的停滞气膜和停滞液膜。溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜。2、在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。3、在膜层以外，气、液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力；溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。（示意图在P274的图8.2.2）
环境工程原理第二版课后答案
第I 篇 习题解答 第一章 绪论 简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解：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，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，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和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 图1-2 环境工程学的学科体系 环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 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 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理
去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么 解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;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。 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 《环境工程原理》课程的任务是什么
环境工程原理课程设计
《环境工程原理》课程设计 设计题目活性炭吸附含铬电镀废水的吸附塔设计设计者日期 班级 2008级环境监测与治理技术 指导老师日期中国工程物理研究院工学院
设计任务书 一、设计题目 活性炭吸附含铬废水的吸附塔设计 二、设计任务及操作条件 1.处理水量 Q=200m3/h 2.原水COD平均 120㎎/L 3.出水COD小于30㎎/L 4.活性炭吸附量q=(0.12～0.2)gCOD/g炭 5.活性炭与水接触时间 10～30min 6.污水在塔中下降流速 5～10m/h 7.反冲洗水线速度 28～32m/h 8.反冲洗时间 4～10min 9.冲洗间隔时间 72～144h 10.炭层冲洗膨胀率 30﹪～50﹪ 11.水利输水管道流速 0.75～1.5m/s 12.水力输炭水量与炭量体积比例 10:1 三、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2.吸附塔的面积、塔径、高度、容积、活性炭质量、再生周期等计 算 3.吸附塔附属结构的选型和设计 4.吸附塔工艺流程图
5.吸附塔计算图 6.设计说明 7.参考文献
目录 一、设计方案的确定及流程说明 (1) 二、工艺计算与主要设备计算 (1) 三、吸附塔附属结构的选型和设计 (3) 四、处理污水工艺流程图 (5) 五、吸附塔计算图(附后） (6) 六、吸附塔设计说明 (6) 七、参考文献 (8)
一、设计方案的确定及流程说明 含铬电镀废水含有重金属离子Cr6+ ,它有剧毒，不能直接排放，排放的污水不符合排放标准。根据《设计任务书》所给条件，Q=200m3/h,水量较大，再考虑经济与实用性，该设计选用二塔并联降流式固定床吸附塔，二塔吸附，一塔再生。 固定床吸附是常用的污水处理方法，它的流程中吸附与脱附是分开的，结构简单，操作比较容易，造价低，而移动床流程中吸附与脱附在同一设备中，技术、结构复杂，操作困难。固定床根据水流方向有升流式和降流式。降流式固定床中，水流自上而下流动，流速较快，与填料接触时间短，填料不易堵塞，出水水质达排放标准，但水对填料磨损较大，吸附后水头损失较大，特别是处理含悬浮物较多的污水时，为防止炭层堵塞，先将污水经过砂滤柱进行过滤处理，并对床层定期进行反冲洗，有时还需在吸附层上部设表面冲洗设备；在升流式固定床中，水流自下而上流动，流速缓慢，水与填料接触时间较长，压头损失较小，当水头损失增大后，可适当提高进水流速，使充填层稍有膨胀，达到自清的目的，但进水波动较大，吸附层表面设冲洗装置易流失吸附剂，处理效果也不太好。因污水具有腐蚀性，所以工艺流程中的各个部件、附属配件均应选用防腐性好的材料进行工艺。 二、工艺计算与主要设备计算 1、设计参数选择
环境工程原理 思考题教程文件
环境工程原理思考题 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。 4．在管流系统中，机械能的损耗转变为什么形式的能量？其宏观的表现形式是什么？ 5．对于实际流体，流动过程中若无外功加入，则流体将向哪个方向流动？6．如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率？ 第二节流体流动的内摩擦力 1.简述层流和湍流的流态特征。 2.什么是“内摩擦力”？简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 3.流体流动时产生阻力的根本原因是什么？ 4．什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力？牛顿型流体有哪些？ 5．简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。
环境工程原理 列管式换热器课程设计
Yibin University 环境工程原理课程设计 题目列管式换热器设计 专业资源环境与城乡规划管理 学生姓名 年级 指导教师 化学与化工学院 任务书 一、设计目的 培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力 二、设计目标 设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的 三、设计题目
列管式换热器设计 四、设计任务及操作条件 原料温度 石油： 入口96℃，出口34℃ 地点：兰州 石油物性数据 ( )() 33815/3.0102.2/0.128/c c o pc o c kg m Pa s c kJ kg C W m C ρμλ-==??=?=? 煤油： 入口132℃，出口47℃ 地点： 宜宾 煤油物性数据 () () C m W C kg kJ c s Pa m kg o c o pc c c ?=?=??==-/14.0/22.21005.7/82543 λμρ 硝基苯：入口124℃，出口50℃ 地点：广州 硝基苯物性数据 ()() 341154/9.8101.558/0.129/c c o pc o c kg m Pa s c kJ kg C W m C ρμλ-==??=?=? 允许压降：不大于0.1MPa 冷却介质任选 五、设计内容
1、换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛， 列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。 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差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响 （1）固定管板式换热器 这类换热器如图1-1所示。固定管办事换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结余构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。
环境工程原理必看
简答题 1.简述环境科学与环境工程的概念及其各自内容。 环境科学的定义：就是以人类与环境这对矛盾为对象，研究其对立统一关系的发生和发展调节和控制以及利用和改造的科学。环境科学要探索全球范围内的环境演化规律；人类活动与自然生态之间的关系；环境变化对人类生存的影响；以及区域环境污染的防治技术和管理措施。 环境工程的定义：运用工程和生态学的原理和方法，防治污染，合理利用自然资源，保护和改善环境质量。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、固体废弃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。 2.什么是浊度？浊度的单位有哪些？它们之间是什么关系？ 浊度是用以表示水的浑浊程度的单位。浊度是由于不溶性物质的存在而引起液体的透明度降低的一种量度。不溶性物质是指悬浮于水中的固体颗粒物（泥沙、腐殖质、浮游藻类等）和胶体颗粒物。常见的单位有以下几种：JTU-杰克逊浊度,NTU-散射浊度,FTU-乌洛托品－硫酸肼配制浊度。1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。40度FTU=40度NTU≈40度JTU 3.简述活性污泥法的净化机理。 在活性污泥处理系统中，有机底物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。 一般将这整个净化反应过程分为三个阶段： 1)初期吸附；(吸附) 2)微生物代谢；(稳定) 3)活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩(分离) 简述除尘的本质机理。 4.简述除尘的本质机理。 将含尘气体引入一种或几种力作用的机器，使颗粒相对运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉降到捕集器表面上。其中作用力包括：外力（重力，离心力，惯性力，静电力，磁力，热力等），流体阻力，颗粒间相互作用力。 5.煤的工业分析是工业用煤中最常用的分析方法，同时也是评价工业用煤的主要指 标，试简要说明其测定内容。 在国家标准中，煤的工业分析是指包括煤的水分（M ）、灰分（A ）、挥发分（V ）和固定碳（Fc ) 四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的基本依据。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定，又叫煤的全工业分析。 6.工程上常把固体废物沼气化处理的生物化学反应分为液化阶段和气化阶段，试简 述液化阶段和气化阶段中的微生物类型及其在有机固体废物沼气化过程中的作用。 产液阶段：主要菌为非产甲烷菌，分为水解菌和酸化菌。主要的作用：为产甲烷菌提供养分，创造适宜的氧化还原环境，为产甲烷菌消除部分有毒物质。和产甲烷菌共同维持发酵系统的
环境工程原理第三版课后答案
1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，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和生存以及社会的可持续发展。 图1-2 是环境工程学的学科体系。 1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？ 解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？ 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用，可能导致地下水和周围地表水体的污染：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。 1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？ 解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么？解：该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程，即水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理，为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 2.1某室内空气中03的浓度是0.08 X10-6（体积分数），求： （1）在1.013 X05Pa、25C下，用口g/n3表示该浓度； （2）在大气压力为0.83 X05Pa和15C下，03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
环境工程课程设计AAO工艺
1 设计任务及资料 1.1 设计任务 根据已知资料，设计A2/O生物处理系统 1.2 污水水质及设计要求 设计水量 Q=3000m3/d 设计资料：设计进水、出水水质见表 处理系统项目BOD5COD SS NH4+-N T-P pH 进水mg/L 300 500 100 50 10 6.5~9.0 出水mg/L 10 50 10 5 1 2 A2/O工艺的设计流量、处理效率等计算 2.1 设计流量计算 根据原始数据与基本参数，首先判断是否，可采用A2/O法。 COD/TN=500/50=10＞8，BOD5/TP=300/10=30＞20，符合条件，可采用A2/O 法。 设计流量：Q=3000m3/d=125m3/h=0.035 m3/s 2.2 去除率的计算 2.2.1 溶解性BOD5的去除率 活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性 BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5 从处理水的总BOD5值中减去。 取原污水BOD5值（S0）为300mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降 低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为： Sα＝300（1-25％）＝225mg/L 计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5?（1.42bXαC e）=7.1XαC e计算处理水 中的非溶解性BOD5值,上式中 C e——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L; b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；
环境工程原理知识重点归纳(可编辑修改word版)
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？ 第四章热量传递 第一节热量传递的方式 1.什么是热传导？ 2.什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 3.简述辐射传热的过程及其特点 4.试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 5.若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？ 第二节热传导 1.简述傅立叶定律的意义和适用条件。 2．分析导温系数和导热系数的涵义及影响因素。 3．为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？ 4.当平壁面的导热系数随温度变化时，若分别按变量和平均导热系数计算，导热热通量和平壁内的温度分布有何差异。 5.若采用两种导热系数不同的材料为管道保温，试分析应如何布置效果最好。 第三节对流传热 1.简述影响对流传热的因素。 2.简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。 3.为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强？ 4.传热边界层的范围如何确定？试分析传热边界层与流动边界层的关系。 5.试分析影响对流传热系数的因素。 6．分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系，若要提高对流传热系数，采取哪种措施最有效？ 7．流体由直管流入短管和弯管，其对流传热系数将如何变化？为什么？ 8．什么情况下保温层?度增加反而会使热损失加大？保温层的临界直径由什么决定？ 9．间壁传热热阻包括哪几部分？若冷热流体分别为气体和液体，要强化换热过程，需在哪一侧采取措施？
环境工程原理课程设计--雷文琦
环境工程原理课程设计 设计题目填料吸收塔工艺设计说明书班级环境工程102班 学生姓名雷文琦 学号201018060302 日期2011/12/20
填料吸收塔工艺设计 一、概述 （一）填料塔的作用：填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。 （二）填料种类：（1）拉西环 拉西环填料于1914年由拉西发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 （2）鲍尔环 鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 （3）矩鞍填料 矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。 （4）阶梯环 阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率
环境工程原理(第二版)全部课后答案
第I篇习题解答 第一章绪论 1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解：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。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究围和涵不断扩展，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，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，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和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 环境工程学环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 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 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系 环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理
图1-2 环境工程学的学科体系 1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？ 解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？ 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;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。 1.6 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？ 解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。