环境工程原理习题集(期末必备)

环境工程习题集

复习题一

一．选择题（每小题2分，共20分）

1.液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是（ ）。

A从位能大的截面流向位能小的截面； B从静压能大的截面流向静压能小的截面； C从动能大的截面流向动能小的截面； D从总能量大的截面流向总能量小的截面。

2. 水以2m/s的流速在Φ35mm×2.5mm的钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa﹒s，密度为1×103kg/m3，其流动类型为（ ）

A 层流 B 湍流 C 无法确定 3.将管路上的阀门开大时，其阻力系数（ ）。 A 变小 B 变大 C 不变 4.关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。 A传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值； B总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；

C总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关； D要提高K值，应从降低最大热阻着手；

5.在稳定变温传热中，流体的流向选择（ ）时传热平均温度差较大。 A并流 B逆流

6.黑体的辐射能力与其表面温度的（ ）成正比。 A平方 B三次方 C 四次方 D平方根 7.下述说法中正确的是（ ）。

A 过滤速率与过滤面积成正比； B 过滤速率与过滤面积的平方成正比； C 过滤速率与滤布阻力成反比； D 过滤速率与操作压差的平方成正比 8.介质阻力系数ζ=24/Re的适用范围是（ ）。

A圆柱形微粒； B球形微粒； C方形微粒； D 层流区； E过渡区； F湍流区 9.旋流分离器是利用离心力分离（ ）。

A气液混合物的设备； B液固混合物的设备； C液液混合物的设备； D气固混合物的设备；

10.下列不属于双膜理论的基本论点是（ ）

A气液相之间有一固定的界面，且界面处气液两相两项达到平衡； B相界面两侧各有一层停滞膜，膜内的传质方式为涡流扩散； C传质阻力集中在停滞膜内，膜外不存在传质阻力。 一、

填空题（每空2分，共24分）

1.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。

2.边界层的形成是流体具有_________结果。

3.对流传热的热阻主要集中在_____________,因此_______________是强化对流传热的重要途径。 4.过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程， 过滤速率是指___________。 5.完成下列方程，并指出吸收糸数的单位。

NAkL(CAi) kL的单位__________________。 NAKG(pA) KG 的单位_______________。 二、

判断题（每小题1分， 共8分）

1.流体流动的类型有：滞流、湍流和过渡流。（ ）

2.多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。（ ） 3.静压能与动能、位能统称为机械能，且在流体流动过程中可以相互转变。（ ） 4.在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。（ ） 5.黑体、镜体和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。（ ） 6.水化半径越大的离子越易被交换。（ ）

7.离心机是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 8.吸收分离不属于传质分离。（ ） 三、

问答题（每小题4分，共8分）

1.换热器的设计中为何常常采用逆流操作？

2.何谓重力沉降？何谓重力沉降速度？

五、计算题（1小题16分，2、3小题各12分，共40分）

1. (16分)用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm，水的密度1000 kg/m3，粘度1.0×10-3 Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管

3

内湍流摩擦系数用下式计算：

68

0.1

dRe

0.23

试求：（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？（2）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的功率？

2.（12分） 密度为2650 kg/m的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降,计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径(已知空气的密度为1.205 kg/m3,黏度为1.81×10-5 Pa﹒s)。

3.（12分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合废气中的组分A，入塔气体溶质体积分数为0. 01，已知操作条件下的相平衡关系为ｙ*=ｘ，吸收剂用量为最小用量的1. 5倍，气相总传质单元高度为1. 2 m，要求吸收率为80％，求填料层的高度。

3

复习题二

一、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，其阻力系数（ ）。 A 变小 B 变大 C 不变 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.冷热两流体的对流给热系数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两个都同等程度提高； D提高大的λ值，同时降低小的λ值。

7.某液体在内径的d1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=d1/2）的管子时，其流速为原来的（ ）倍。 A 2 B 4 C 8 D 16

8.介质阻力系数ζ=24/Re的适用范围是（ ）。

A 圆柱形微粒； B 球形微粒； C 方形微粒； D 层流区； E 过渡区； F 湍流区 9.下列说法中错误的是( )

A 溶解度系数H很大,为易溶气体；B亨利系数E很大，为难溶气体； C亨利系数E很大，为易溶气体； D相平衡常数很大，为难溶气体。

10.将含CO2摩尔分数为0.03的空气与浓度为3.12×10-5 的CO2的水溶液接触，操作条件下平衡关系ｙ*=1200

ｘ，那么将发生（ ）过程。

A吸收 B 解吸 二、

填空题（每空2分，共24分）

1.气体的粘度随温度的升高而_______，水的粘度随温度的升高_______。

2.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Re的关系为______________。

3.传热的基本方式为___________.______________.__________________。 4.降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。

5.所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而_______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。 三、判断题（每小题1分，共8分）

1.对流传热糸数是物质的一种物理性质。（ ）

2.在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等的（稳定流动）。（） 3.静压能与动能、位能不一样，它不属于机械能。（ ）

4.多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。（ ） 5.所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。（ ）

6.深层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层。（ ）

7.用水吸收氨属难溶气体的吸收，为液膜阻力控制的说法是正确的。（ ） 8.微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力的膜分离过程。（ ） 四、问答题

（每小题4分，共8分）

1.流体的流动形态有哪几种？如何判断？

2.叙述双膜理论的论点？

五、计算题（1、2小题14分，3小题12分，共40分）

1.（14分）在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。入塔气体流量为1120m3/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，体积传质系数KYa = 100 kmol/mh(Y)，塔径为0.8m。试求 （1）出塔液体浓度X1；（2）所需填料层高度Z。

2

___________ ，縻擦糸数与Re的关系为______________。

3.传热的基本方式为___________.______________.__________________。 4.降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。

5.所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而_______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。 三、判断题（每小题1分，共8分）

1.对流传热糸数是物质的一种物理性质。（ ）

2.在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等的（稳定流动）。（） 3.静压能与动能、位能不一样，它不属于机械能。（ ）

4.多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。（ ） 5.所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。（ ）

6.深层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层。（ ）

7.用水吸收氨属难溶气体的吸收，为液膜阻力控制的说法是正确的。（ ） 8.微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力的膜分离过程。（ ） 四、问答题

（每小题4分，共8分）

1.流体的流动形态有哪几种？如何判断？

2.叙述双膜理论的论点？

五、计算题（1、2小题14分，3小题12分，共40分）

1.（14分）在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。入塔气体流量为1120m3/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，体积传质系数KYa = 100 kmol/mh(Y)，塔径为0.8m。试求 （1）出塔液体浓度X1；（2）所需填料层高度Z。

2

2.（14分）将20℃的水以30m3/h的流量从水池送至高位水箱，已知水箱顶部压强为0. 05ＭPa（表压），水箱水面与水池水面的高度差为10m。输水管内径为80mm，长18m，管线局部阻力系数为∑ζ＝13（阀全开时），摩擦系数λ＝0.0 12＋0. 75／Re０．３８，求所需泵的功率。已知水的粘度为1×10-3Pa﹒s，密度为1×103kg/m3。

3.（12分）某滤料床层由直径为0.5 mm球形颗粒堆积而成，空隙率为0.4，床层的厚度为1 m。 （1）如果清水通过床层的压力差为1×104Pa，求清水在床层空隙中的实际流速；

（2）如果颗粒滤料床的横截面积为1.2 m2 ，清水通过床层的流量为10 m3/h，求清水通过床层的水头损失。

复习题三

选择题（每小题2分， 共20分）

1．国际单位制（SI）中，粘度的单位为Pa·s ，其基本单位表达式为 ( ) 。 A．kg·s-1·m-1 B．kg·s3·m-3 C．kg·m·s-2 D．kg-1·s-1·m-1

2．在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数值 ( ) 。

A．与光滑管相同 B．只取决于Re C．只取决于相对粗糙度 D．与粗糙度无关

3．不能减少流体阻力的措施是( )

A. 减短管路，减少管件、阀门 B. 放大管径

C. 增大流速 D. 加入某些药物，以减少旋涡 4．因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为 ( ) 。 A 热传导；B 热传递；C 热放射；D 热辐射。

5．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．无法确定 6．传质通量NA,D与( )相对应。

A.

； B.

； C.

；

D.

。

7．单向扩散中飘流因子( ) 。

A． >1 B．

A．形状 B．大小 C．密度 D．表面积 9．过滤方法不包括（ ）。

A.饼层过滤 B.滤布过滤 C.深床过滤

10．将含CO2摩尔分数为0.03的空气与浓度为3.12×10-5 的CO2的水溶液接触，操作条件 下平衡关系ｙ*=1200ｘ，那么将发生（ ）过程。 A．吸收 B． 解吸 二、填空题（每空2分， 共24分）

1.液体在圆管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损失与管内径的__ __次方成反比,与管长,流速及粘度成____ ___比例 。

2.计算管道流体局部阻力的方法有:____和_ ,其相应的阻力计算公式为:_____ ,_______ 3.两固体间辐射传热速率公式为_____ ______。

4.分子扩散中菲克定律的表达式为 ，气相中的分子扩散系数D随温度升高而，随压力增加而。 5.过滤方法有____________和_________两种。 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm。 （ ）

2．流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量，粘度越大的流体，同样的流速下阻力损失越大。 3.多层壁稳定传热，凡导热系数大的一层，温差亦大。（ ）

4.热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。（ ） 5.饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层。（ ）

6.旋流器是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 7.水化半径越大的离子越易被交换。（ ） 8.吸收分离属于传质分离。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分）

1．（4分） Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ这个静力学方程式说明些什么？

2．（4分）沉降速度基本计算式中CD的物理意义及计算时的处理方法？

五、计算题（1题10分，2题16分，1题14分， 共40分）

1. (10分)一条河流的上游流量为10.0m3/s，氯化物的质量浓度为20.0mg/L，有一条支流汇入，流量为5.0m3/s，其氯化物质量浓度为40.0mg/L。视氯化物为不可降解物质，系统处于稳定状态，计算系统中氯化物的输入速率，输出速率和汇合点下游河水中的氯化物质量浓度，假设在该点流体完全混合。

2. (16分)用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm，水的密度1000 kg/m，粘度1.0×10Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：

68

0.1

Red

0.23

3-3

试求：（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？（2）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的功率？

3.（14分） 密度为2650 kg/m3的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降,计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径(已知空气的密度为1.205 kg/m3,黏度为1.81×10-5 Pa﹒s)。

复习题四

选择题（每小题2分， 共20分）

1.流体在圆形直管中滞流流动时，若雷诺准数一定，随着管壁相对粗糙度增大，则摩擦系数( )。 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法确定

2. 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 项。 A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能

3. 某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降p为原来的 倍。 A 4 B 8 C 16 D 32

4.对于多层平面壁的定态导热过程，若第一层的温差ΔT1大于第二层的温差ΔT2，第二层的温差ΔT2大于第三层的温差ΔT3，则第一层的热阻R1、第二层的热阻R2与第三层的热阻R3关系为 。 A．R1 = R2 = R3 B．R1 R2 > R3 D．无法确定

5. 在换热器中，热水从100℃冷却到60℃，使冷水从20℃加热到30℃。顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差分别为 。

A.50.0℃，53.6 ℃ B.53.6℃，98.5℃ C.53.6℃，50.0℃ D.43.5℃，53.6℃

6. 传质通量A.

； B.

与___ _相对应。

； C.

； D.

。

7. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则

A t1t2 C t1>t2 D t3

A. 粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸 C. 粒子与流体密度 D. 流体的流速 9．织物状过滤介质不包括 （ ） A.滤布 B.滤纸 C.滤网 D.滤板 10.下列说法中错误的是( )

A. 溶解度系数H很大,为易溶气体；B.亨利系数E很大，为难溶气体； C.亨利系数E很大，为易溶气体； D.相平衡常数很大，为难溶气体。 二、填空题（每空2分， 共24分）

1.生产中，物料衡算的理论依据是 ，能量衡算的理论基础是 。 2.管出口的局部阻力系数等于____,管入口的局部阻力系数等于___ _。 3.热传递的基本方式有 、 、 。 4.单向扩散中飘流因子 。漂流因数可表示为 。 5.过滤阻力包括____ __________和_________ _____两部分。 6.分离因素是指__________ _______和重力之比。 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1.柏努利方程是流体的机械能衡算式，不包括能量损失。 （ ）

2.雷诺数Re是一个描述流体流动型态的无因次数群，只要各参数用同一单位制的数值代入，其计算结果都是一样的。 （ ） 3.在一定温度下辐射能力越大的物体，其黑度越大。（ ）

4.热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。（ ） 5.饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层。（ ） 6.离子交换树脂的交联度越小，溶胀性愈大，选择性越好。（ ） 7.旋风分离器是分离气-固相混合物的设备。 （ ） 8.吸收分离不属于传质分离。（ ）

四、简答题（每题4分， 共8分） 1.流体流动的连续性方程的意义如何？

2.写出和解释黑体辐射能力的斯缔芬——波尔思曼定律。

五、计算题（1题10分，2题16分，3题14分， 共40分）

1. (10分)一条河流的上游流量为10.0m3/s，氯化物的质量浓度为20.0mg/L，有一条支流汇入，流量为5.0m3/s，其氯化物质量浓度为40.0mg/L。视氯化物为不可降解物质，系统处于稳定状态，计算系统中氯化物的输入速率，输出速率和汇合点下游河水中的氯化物质量浓度，假设在该点流体完全混合。

2.（16分）采用水射器将管道下方水槽中的药剂加入管道中,已知文丘

里管截面1-1处内径为50mm，压力为0.02MPa（表压），喉管（截面2-2）内径为15mm。当管中水的流量为7m3/h时，可否将药剂加入管道中？（忽略流动中的损失）

3.（14分） 直径为60μm的球形颗粒，密度为2600kg/m3,求在常压下，其在20℃的水中和20℃的空气中沉降计算速度（已知该条件下，空气的密度为1.205 kg/m3，黏度为1.81×10-5Pa﹒s；水的密度为998.2 kg/m3，黏度为1.005×10-3 Pa﹒s)。

复习题五

一、选择（每小题2分， 共20分）

1. 稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变、不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变

2．水以2 m·s-1的流速在Ø35 mm×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3 Pa·s，密度为1000 kg·m-3，其流动类型为( )。

A．层流； B．湍流； C．过渡流； D．无法确定。

3．某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，当处于完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。( ) A．4倍； B．8倍； C．16倍； D．32倍。

4.物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为 。

A. 热传导；B. 热传递；C. 热放射；D. 热流动。 5．下列关于对流传热系数的说法中，错误的是 。 A．它 是流体固有的属性 B．它与流体的物性有关 C．它与流体的流动状态有关 D．它与传热面的大小、形状有关 6. 对流传质系数A.

；

B.

与推动力_ __相对应。

；

C.

；

D.

。

7. 在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_ __。

A.

；

B.

；

C.

；

D.

。

8．在滞流沉降区，颗粒的沉降速度与颗粒的（ ） A. d B. d C. d

1

2

1

D. d

2

9．以下表达式中正确的是（ ）

A. 过滤速度与过滤面积平方A成正比 B. 过滤速度与过滤面积A 成正比 C. 过滤速度与所得滤液体积V成正比 D. 过滤速度与虚拟滤液体积Ve成反比

10.将含CO2摩尔分数为0.03的空气与浓度为3.12×10-5 的CO2的水溶液接触，操作条件下平衡关系ｙ*=1200

2

ｘ，那么将发生（ ）过程。

A吸收 B 解吸 二、填空题（每空2分， 共24分）

1．雷诺将影响流动形态的诸因素组成了一个无因次数群称为雷诺数，用符号“Re”表示 ，实际上分子描述的是__ ，分母描述的是___ 。

2. 流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得_ ___处速度为零，管的_ ____处速度最大。

3.物体黑度是指在同一温度下，物体的辐射能力与__ __之比，在数值上 它与同一温度下物体的_____相等。 4.吸收操作一般用于分离_ _混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中_ 的差异来达到分离的目的。对溶解度很大的气体属 控制，对难溶气体则属 控制。 5．完全混合状态污染物浓度的计算公式为_________ 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．粘性是产生流体阻力的根本原因。 （ ） 2．表示流体阻力的物理量可用hf，单位为m液柱；压力降p，单位为pa。（ ） 3. 灰体是一种理想物体（ ）

4.多层壁稳定传热，凡导热系数大的一层，温差亦大。（ ）

5.微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力的膜分离过程。（ ） 6.水化半径越小的离子越不容易被交换。（ ）

7.离心机是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 8.在分压一定的情况下，化学吸收可以使溶剂吸收更多的溶质。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分） 1.写出离子树脂交换容量的分类及其定义。

2.过滤方法有几种？分别适用于什么场合？

五、计算题（1题16分，2题14分，3题10分， 共40分）

1.（16分）采用水射器将管道下方水槽中的药剂加入管道中,

已知文丘里管

截面1-1处内径为50mm，压力为0.02MPa（表压），喉管（截面2-2）内径为15mm。当管中水的流量为7m3/h时，可否将药剂加入管道中？（忽略流动中的损失）

2. （14分） 一单程列管式换热器, 由直径为Φ25×2.5 mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动, 流量为1.25 kg/s，由80℃冷却到30℃，冷却水在管间和苯呈逆流流动, 进口水温为20℃, 出口不超过50℃。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70和0.85 kW／(ｍ2·℃)，污垢热阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为1.9 kJ/(kg·℃), 管壁材料的导热系数为45 W/(m·℃)。

3.（10分）用压滤机过滤悬浮液，以压差150 kPa恒压过滤1. 6 h之后得到滤液25 m３，忽略过滤介质压力，则（1）如果过滤压差提高一倍，滤饼压缩系数为0.3，则过滤1. 6 h后可以得到多少滤液； （2）如果其他条件不变，时间缩短一半，可以得到多少滤液？

复习题六

选择（每小题2分， 共20分）

1. 液体的温度升高粘度（ ）；气体的温度升高粘度（ ）。 A.不变； B.减小； C.增大； D.不定 2.柏努利方程( )

A．为流体流动的总能量衡算式

B．既能用于流体的稳定流动，也能用于流体的不稳定流动 C．表示稳定流动时，流体在任一截面上各种机械能的总和为常数 D．能反映流体自然流动的方向 3.下列对边界层描述正确的是（ ）。

A.流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域称为边界层； B.边界层有层流边界层和湍流边界层之分；

C.由于固体表面形状造成边界层分离而引起的能量损耗称为形体阻力 4．流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为 。 A. 对流；B. 流动；C. 传递；D. 透热。

5．两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度相差50℃，现因某种原因，两者的温度差升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该（ ）。

A. 增大 B. 变小 C 不变 D 不确定 6. 推动力A.

； B.

与对流传质系数__ __相对应。 ； C.

； D.

。

7. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则 

A t1t2 C t1>t2 D t3

8．粒径分别为16um及8um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. 1/2

9．在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，将转筒转速n提高一倍，其他条件保持不变，则生产能力将为原来的（ ） A.2倍 B.

2倍 C .4倍 D. 1/2

10．旋液分离器是利用离心力分离（ ）

A.气液混合物的设备 B.液固混合物的设备 C.液液混合物的设备 D.气固混合物的设备 二、填空题（每空2分， 共24分）

1．流体的流动形态有 ____ ___和____ ____两种。

2.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随__ _ 和 ____而变。

3.在对流传热过程中，湍流流体中温度梯度较 ，传热热阻较 。

4.所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在一侧，而 溶气体，则此吸收过程是 控制。 5.沉降分离的必要条件是。

6.过滤阻力包括_____________和__________两部分。， 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．对于管长相等的并联管路，管径越大，流速也越大。 （ ） 2．管路中流体呈层流流动时，其摩擦系数

64Re

（ ）

3.温度相等时，黑体与灰体的辐射能力相同（ ）

4.热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。（） 5.转筒真空过滤机是连续生产的过滤机。 （ ） 6.旋流器是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 7.水化半径越大的离子越易被交换。（ ）

8.微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力的膜分离过程。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分）

1.写出单位重量流体的机械能衡算式和单位体积流体的机械能衡算式。

2.写出膜分离技术的特点。

五、计算题（1题12 分，2题14分，3题14分， 共40分）

１. （12分） 一单程列管式换热器, 由直径为Φ25×2.5 mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动, 流量为1.25 kg/s，由80℃冷却到30℃，冷却水在管间和苯呈逆流流动, 进口水温为20℃, 出口不超过50℃。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70和0.85 kW／(ｍ2·℃)，污垢热阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为1.9 kJ/(kg·℃), 管壁材料的导热系数为45 W/(m·℃)。

２.（14分） 密度为2650 kg/m3的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降,计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径(已知空气的密度为1.205 kg/m,黏度为1.81×10Pa﹒s)。

3.(14分)一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？

3

-5

复习题七

一、选择（每小题2分， 共20分）

1．国际单位制（SI）中，粘度的单位为Pa·s ，其基本单位表达式为 ( ) 。 A．kg·s·m B．kg·s·m C．kg·m·s-2 D．kg-1·s-1·m-1

2．在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数值 ( ) 。 A．与光滑管相同 B．只取决于Re C．只取决于相对粗糙度 D．与粗糙度无关 3．不能减少流体阻力的措施是( )

A. 减短管路，减少管件、阀门 B. 放大管径

C. 增大流速 D. 加入某些药物，以减少旋涡 4．因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为 ( ) 。 A 热传导；B 热传递；C 热放射；D 热辐射。

5．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．无法确定 6．传质通量NA,D与( )相对应。

A.

； B.

； C.

；

D.

。

-1

-1

3

-3

7.下述说法中正确的是（ ）。

A 过滤速率与过滤面积成正比； B 过滤速率与过滤面积的平方成正比； C 过滤速率与滤布阻力成反比； D 过滤速率与操作压差的平方成正比 8.介质阻力系数ζ=24/Re的适用范围是（ ）。 A圆柱形微粒； B球形微粒； C方形微粒； D 层流区； E过渡区； F湍流区 9.旋流分离器是利用离心力分离（ ）。

A气液混合物的设备； B液固混合物的设备； C液液混合物的设备； D气固混合物的设备； 10.下列哪种吸收过程可以通过采用化学吸收来提高传质速率（ ）。 A.气膜控制的吸收过程； B.液膜控制的吸收过程 二、填空题（每空2分， 共24分）

1.生产中，物料衡算的理论依据是 ，能量衡算的理论基础是 。 2.管出口的局部阻力系数等于____ __,管入口的局部阻力系数等于___ _。 3.热传递的基本方式有 、 、 。 4.单向扩散中飘流因子 。漂流因数可表示为 。

5.过滤操作实际上是滤液通过_的流动过程， 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．粘性是产生流体阻力的根本原因。 （ ） 2．表示流体阻力的物理量可用hf，单位为m液柱；压力降p，单位为pa。（ ） 3. 灰体是一种理想物体（ ）

4.多层壁稳定传热，凡导热系数大的一层，温差亦大。（ ）

5.微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力的膜分离过程。（ ） 6.水化半径越小的离子越不容易被交换。（ ）

7.离心机是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 8.吸收分离属于传质分离。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分）

1. 写出单位重量流体的机械能衡算式和单位体积流体的机械能衡算式。

2.写出膜分离技术的特点。

五、计算题（1题12 分，2题14分，3题14分， 共40分）

1.（12分） 平壁炉的炉壁由三种材料所组成，其厚度和导热系数列于附表中。

若耐火砖层内表面的温度t1为1150℃，钢板外表面温度t4为30℃，计算导热的热通量。实际测得通过炉壁的热损失为300 W/m2，分析原因并计算附加热阻。

2.（14分）将20℃的水以30m3/h的流量从水池送至高位水箱，已知水箱顶部压强为0. 05ＭPa（表压），水箱水面与水池水面的高度差为10m。输水管内径为80mm，长18m，管线局部阻力系数为∑ζ＝13（阀全开时），摩擦系数λ＝0.0 12＋0. 75／Re０．３８，求所需泵的功率。已知水的粘度为1×10-3Pa﹒s，密度为1×103kg/m3。

3.（14分）某滤料床层由直径为0.5 mm球形颗粒堆积而成，空隙率为0.4，床层的厚度为1 m。 （1）如果清水通过床层的压力差为1×104Pa，求清水在床层空隙中的实际流速；

（2）如果颗粒滤料床的横截面积为1.2 m2 ，清水通过床层的流量为10 m3/h，求清水通过床层的水头损失。（已知清水的粘度为1×10-3Pa﹒s）

复习题八

选择题（每小题2分， 共20分）

1.流体在圆形直管中滞流流动时，若雷诺准数一定，随着管壁相对粗糙度增大，则摩擦系数( )。 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法确定

2. 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 项。 A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能 3.将管路上的阀门开大时，其阻力系数（ ）。 A 变小 B 变大 C 不变 4.关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。 A传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值； B总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；

C总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关； D要提高K值，应从降低最大热阻着手；

5.在稳定变温传热中，流体的流向选择（ ）时传热平均温度差较大。 A并流 B逆流

6.黑体的辐射能力与其表面温度的（ ）成正比。 A平方 B三次方 C 四次方 D平方根

7. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则

A t1t2 C t1>t2 D t3

A. 溶解度系数H很大,为易溶气体；B.亨利系数E很大，为难溶气体； C.亨利系数E很大，为易溶气体； D.相平衡常数很大，为难溶气体。 二、填空题（每空2分， 共24分）

1.液体在圆管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损失与管内径的___次方成反比,与管长,流速及粘度成_______比例 。

2.计算管道流体局部阻力的方法有: ____和 _,其相应的阻力计算公式为:____ ,_____ 3.两固体间辐射传热速率公式为_____ _____。

4.分子扩散中菲克定律的表达式为 ，气相中的分子扩散系数D随温度升高而，随压力增加而。 5.过滤方法有__________和_________两种。 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．对于管长相等的并联管路，管径越大，流速也越大。 （ ） 2．管路中流体呈层流流动时，其摩擦系数



64Re

（ ）

3.温度相等时，黑体与灰体的辐射能力相同（ ）

4.热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。（ ） 5．转筒真空过滤机是连续生产的过滤机。 （ ） 6.旋流器是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 7.离子交换树脂的交联度越小，溶胀性愈大，选择性越好。（ ）

8.微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力的膜分离过程。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分） 1.写出离子树脂交换容量的分类及其定义。

2.过滤方法有几种？分别适用于什么场合？

五、计算题（1题12 分，2题14分，3题14分， 共40分）

1.（12分）已知某标准型旋风分离器的圆筒部分直径D=400mm，入口高度hi=D/2，入口宽度B=D/4，气体在旋风器内旋转的圈数为N=5，分离气体的体积流量为1000 m3/h，气体的密度为0.6kg/m3，黏度为3.0×10-5Pa·s，气体中粉尘的密度为4500kg/m，求旋风分离器能够从气体中分离出粉尘的临界直径。

3

2.（14分）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180mm10mm的管内流动，温度从20℃升30℃。已知基于管外表面的总传热系数为2320 W/(mK)。若忽略热损失，且近似认为冷水和热水的比热相等，均为4.18kJ/（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的管长，并加以比较。

3.（14分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合废气中的组分A，入塔气体溶质体积分数为0. 01，已知操作条件下的相平衡关系为ｙ*=ｘ，吸收剂用量为最小用量的1. 5倍，气相总传质单元高度为1. 2 m，要求吸收率为80％，求填料层的高度。

2

复习题九

选择题（每小题2分， 共20分）

1.液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是（ ）。

A从位能大的截面流向位能小的截面； B从静压能大的截面流向静压能小的截面； C从动能大的截面流向动能小的截面； D从总能量大的截面流向总能量小的截面。

2. 水以2m/s的流速在Φ35mm×2.5mm的钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa﹒s，密度为1×103kg/m3，其流动类型为（ ）

A 层流 B 湍流 C 无法确定 3.将管路上的阀门开大时，其阻力系数（ ）。 A 变小 B 变大 C 不变 4.关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。 A传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值；

B总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；

C总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关； D要提高K值，应从降低最大热阻着手；

5.在稳定变温传热中，流体的流向选择（ ）时传热平均温度差较大。 A并流 B逆流 6. 对流传质系数A.

；

B.

与推动力___相对应。

；

C.

；

D.

。

7. 在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为。

A.

；

B.

；

C.

；

D.

。

8．在滞流沉降区，颗粒的沉降速度与颗粒的（ ） A. d1 B. d2 C. d1 D. d2 9．以下表达式中正确的是（ ） A 过滤速度与过滤面积平方A2成正比 B 过滤速度与过滤面积A 成正比 C 过滤速度与所得滤液体积V成正比 D 过滤速度与虚拟滤液体积Ve成反比

10.将含CO2摩尔分数为0.03的空气与浓度为3.12×10 的CO2的水溶液接触，操作条件下平衡关系ｙ=1200

-5

*

ｘ，那么将发生（ ）过程。

A吸收 B 解吸 二、填空题（每空2分， 共24分）

1．流体的流动形态有____ ___和_____ ____两种。

2.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Re的关系为。

3.在对流传热过程中，湍流流体中温度梯度较 ，传热热阻较 。

4.所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在___一侧，而一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是__ __控制。

5.过滤阻力包括___________和__________两部分。， 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm。 （ ）

2．流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量，粘度越大的流体，同样的流速下阻力损失越大。 （ ）

3.多层壁稳定传热，凡导热系数大的一层，温差亦大。（ ）

4.热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。（ ） 5.饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层。（ ）

6.旋流器是利用设备本身旋转产生离心力来分离非均相混合物的机械。（ ） 7.水化半径越大的离子越易被交换。（ ）

8.在分压一定的情况下，化学吸收可以使溶剂吸收更多的溶质。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分） 1.流体流动的连续性方程的意义如何？

2.写出和解释黑体辐射能力的斯缔芬——波尔思曼定律。

五、计算题（1题12 分，2题14分，3题14分， 共40分）

1.（12分）某滤料床层由直径为0.5 mm球形颗粒堆积而成，空隙率为0.4，床层的厚度为1 m。 （1）如果清水通过床层的压力差为1×10Pa，求清水在床层空隙中的实际流速；

（2）如果颗粒滤料床的横截面积为1.2 m2 ，清水通过床层的流量为10 m3/h，求清水通过床层的水头损失。（已知清水的粘度为1×10-3Pa﹒s）

2.（14分）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180mm10mm的管内流动，温度从20℃升30℃。已知基于管外表面的总传热系数为2320 W/(m2K)。若忽略热损失，且近似认为冷水和热水的比热相等，均为4.18kJ/（kgK），试求： （1）冷却水的用量；

4

（2）两流体分别为并流和逆流流动时所需的管长，并加以比较。

3.（14分）在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。入塔气体流量为1120m/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，体积传质系数KYa = 100 kmol/m2h(Y)，塔径为0.8m。试求 （1）出塔液体浓度X1；（2）所需填料层高度Z。

3

复习题十

选择题（每小题2分， 共20分）

1. 液体的温度升高粘度（ ）；气体的温度升高粘度（ ）。 A.不变； B.减小； C.增大； D.不定 2.柏努利方程( )

A．为流体流动的总能量衡算式

B．既能用于流体的稳定流动，也能用于流体的不稳定流动 C．表示稳定流动时，流体在任一截面上各种机械能的总和为常数 D．能反映流体自然流动的方向 3.下列对边界层描述正确的是（ ）。

A.流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域称为边界层； B.边界层有层流边界层和湍流边界层之分；

C.由于固体表面形状造成边界层分离而引起的能量损耗称为形体阻力 4．流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为 。 A. 对流；B. 流动；C. 传递；D. 透热。

5．两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度相差50℃，现因某种原因，两者的温度差升高100℃,则此时的辐

射传热量与原来的辐射传热量相比，应该（ ）。 A. 增大 B. 变小 C 不变 D 不确定 6. 推动力A.

； B.

与对流传质系数__ ___相对应。 ； C.

； D.

。

7. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则 

A t1t2 C t1>t2 D t3

8．粒径分别为16um及8um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. 1/2

9．在转筒真空过滤机上过滤某种悬浮液，将转筒转速n提高一倍，其他条件保持不变，则生产能力将为原来的（ ） A.2倍 B.

2倍 C .4倍 D. 1/2

q

kbpqm

p

10．下列公式哪个是为Freunlich方程的表达形式（ ）

kq

p

1/n

q ( p q1mA. B. kp p 0 )[(1  ( k b  1) p]

1k1p0

二、填空题（每空2分， 共24分）

1．雷诺将影响流动形态的诸因素组成了一个无因次数群称为雷诺数，用符号“Re”表示，Re＝ ，实际上分子描述的是_ _，分母描述的是___。 2.树脂的交换容量可区分为 __和 _。

3.物体黑度是指在同一温度下，物体的辐射能力与__ ___之比，在数值上它与同一温度下物体的__ ______相等。

4.吸收操作一般用于分离_ _混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中_ 的差异来达到分离的目的。对溶解度很大的气体属 控制，对难溶气体则属 控制。 5．沉降分离是依据分散介质与分散物质间的______ 差来分离的。 三、判断题（对打√，错打Х，每题1分， 共8分）

1．柏努利方程是流体的机械能衡算式，不包括能量损失。 （ ）

2．雷诺数Re是一个描述流体流动型态的无因次数群，只要各参数用同一单位制的数值代入，其计算结果都是一样的。 （ ）

3.在一定温度下辐射能力越大的物体，其黑度越大。（ ）

4.热交换器冷流体进出口温度一定时，采用逆流操作可以节约热（冷）流体用量。（ ） 5.饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层。（ ） 6.离子交换树脂的交联度越大，溶胀性越小，选择性越高。（ ） 7．旋风分离器是分离气-固相混合物的设备。 （ ） 8.吸收分离不属于传质分离。（ ） 四、简答题（每题4分， 共8分）

1．（4分） Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ这个静力学方程式说明些什么？

2．（4分）沉降速度基本计算式中ξ的物理意义及计算时的处理方法？

五、计算题（1题10 分，2题16分，3题14分， 共40分）

１. （10分）某板框压滤机的滤框为内边长500mm的正方形，10个滤框。恒压下过滤30min获得滤液5m3,滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略。试求：（1）过滤常数k，m2/s；（2）再过滤30min，还可获得多少m3滤液？

2.（16分）将20℃的水以30m3/h的流量从水池送至高位水箱，已知水箱顶部压强为0. 05ＭPa（表压），水箱水面与水池水面的高度差为10m。输水管内径为80mm，长18m，管线局部阻力系数为∑ζ＝13（阀全开时），摩擦系数λ＝0.0 12＋0. 75／Re０．３８，求所需泵的功率。已知水的粘度为1×10-3Pa﹒s，密度为1×103kg/m3。

3.（14分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合废气中的组分A，入塔气体溶质体积分数为0. 01，已知操作条件下的相平衡关系为ｙ=ｘ，吸收剂用量为最小用量的1. 5倍，气相总传质单元高度为1. 2 m，要求

*

吸收率为80％，求填料层的高度。