环境工程基础考试题及答案

1、复旦大学环境科学与工程系20092010学年第一学期期末考试试卷课程名称:环境工程基础课程代码:ENVI130010.01开课院系:环境科学与工程系 考试形式:课程名称:环境工程基础课程代码:ENVI130010.01开课院系:环境科学与工程系 考试形式:闭卷装订线内不要答题装订线内不要答题题号12345678总分得分姓名:专业:学号:第一题：填空（每空1分，共20分）1、201.33 kPa, 360mmHg2、减小，增大3、沿程阻力，局部阻力4、1/165、恒定流,非恒定流6、气蚀7、增大传热面积，增大平均温差，提高传热系数8、, ,=,=9、层流底层10、塔底11、组分在溶剂中的溶解度之

2、差异第二题：计算题1 （25分）.用离心泵把20 c的水（密度=1000Kg/m 3）从开口贮槽送至表压强为1.5 x 1（5Pa的密闭容器，贮槽和容器的水位恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管道均为 108X 4mm的无缝钢管，吸入管长为20m ,排出管长为100m （各段管长均42700Pa ,0.02 。试包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门为3/4开度时，泵入口真空表读数为 两测压口的垂直距离为42700Pa ,0.02 。试阀门3/4开度时管路的流量（m 3/h）(2)泵出口压强表读数（Pa）(3)现将流量变为原来流量的(2)泵出口压强表读数（Pa）(3)现将流量变为原来流量的1.

3、3倍，吸入管长不变，摩擦系数为0.02。该流量下的允许吸入真空度为5.8m ,的允许吸入真空度为5.8m ,当地大气压为8.5 X104Pa,问在安装高度不变的情况下，该泵是否能正常运转（1）在贮槽液面0-0及真空表所在截面1-1 间列伯努利式，并以0-0面为基准面：Z0P0g2U02gZ12P1（1）在贮槽液面0-0及真空表所在截面1-1 间列伯努利式，并以0-0面为基准面：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间列伯努利式，仍以0-0 （2）在泵出口压强表测压口中心2-2 截面与容器内液面3-3 间列伯努利式，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（表压）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允许安装高度为2.18m,现安装高度为3m,故泵不能正常操作。阀门开大时的情况 当Q =1.3Q 时，则u =1.3 X2.3=2.99m/s因操作条件下大气压强与实验条件的大气压强不同，251。斤而A -白 _ 700 -251。斤而司司=-015T工工 1的3M加保温层后:11=740 C, t4=90C所以心一%&+d+心一%&+d+生%41 %MM4?047 。百门而答：加保温

6、层前每小时每平方米的壁面损失热量为2610 W/R2加保温层后每小时每平方米的壁面损失热量为823W/rH3.请任选以下三题中的两题作答(每个题均为 20分)某吸收塔用溶剂 B吸收混合气体中的 A化合物。在塔的某一点，气相中 A的分压为21kPa,液 相中A的浓度为1.00X10-3kmolm_3,气液间的传质通量为0.144kmolm-2h-1,气膜传质系数kG为0.0144kmol h_1 m-2 kPa-1。实验证实系统服从亨利定律，当Pa= 8kPa时，液相的平衡浓度为 1.00X10-3 kmol m-3,求下列各项：(1)计算以分压差和物质的量浓度差表示的总推动力、总传质系数(2)

7、气相阻力占总阻力的百分率为多少？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气中的有害组分Ao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的摩尔分数，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）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033 ,求此

9、时填料层高度为若干米？解：（1）液气比为最小液气比的多少倍？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 ）所需填料层高度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）此条件下的填料层高度。Z HOG Nog 1.5 7.52 11.28m3.3在常压填料吸收塔中，以清水吸收焦炉气中的氨气

11、。标准状况下，焦炉气中的氨的浓度为0.01kg/m3,流量为5000m3/h。要求回收率不低于99%,若吸收剂用量为最小用量的1.5倍。混合气进塔的温度为30 C ,空塔速度为1.1m/s。操作条件下平衡关系为Y 1.2。气体体积吸收系数Kva200kmol/ m3 h。试分别用对数平均推动力法及吸收因素法求总传质单元数及填料层高度。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、操作条件下气体流量：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对数平均推动力法：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).某燃烧炉的平壁是由一层耐火砖(具入1=1.047 W/(m K)与一层普通砖 (其入2=0.814 W/(m K)砌成，两层厚度均为100mm操作达到稳定后，测得炉壁的内表面温度是700C,外表面温度为130C。为了减少热量损失，在普通砖外表面上增 加一层厚度为40mmm呆温材料(含85%的氧化镁，入3=0.