环境工程原理试题库.doc

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试题一
一：问答题（36分）
1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？
2、 何谓气缚现象？如何防止？
3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？
4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：
（1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？
（2） 传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？
（3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？
5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？
6、单效减压蒸发操作有何优点？
二：填空题（18分）
1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________,
__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。
2、 常温下水的密度为1000，粘度为1cp，在的管内以 速度流动，其流动类型为 ______________。
3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._
_________________.
4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。
5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________。
6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________.
__________________.往复泵___________________.__________________.
7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。
8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。
9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。
10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。
11、称为_______________，其物理意义为____________________________.
__________________________，提高管内值的有效方法____________.
提高管外值的有效方法______________________________________。
12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中，
由于_________________________________________，其传热效果好。
三：计算题(46分)
1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数
为，现发现压力表上的读数为，若管径为100mm,求流体
的流量及阀的局部阻力糸数？
2、 在一 列管式换热器中，用冷却
将的热水冷却到，热水
流量为，冷却水在管内 流动，温度从升到。已 知传热糸数K为， 换热管为的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。
10m 50m 25m 图1-1
已知：
试题一答案：
一、 填充题
1、8.7m ,.
2、。湍流。
3、 层流、过渡流和湍流。
4、 增加、降低。
5、 3-8、8-15。
6、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。
7、 分散、连续。
8、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。
9、 热传导、对流传热、热辐射。
10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。
11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。
12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。
二：问答题
1、。，，
。。
2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。
3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。
3、 传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数K接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。
4、 因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。
5、 可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。
三：计算题
1、 图示，在1-1，2-2面间列板努利方程
=

。
在2-2，3-3面间列板努利方程
=，

， 。

即流体的流量为局部阻力糸数为8。
2、 （1）、

（2）、
（3）、 ， 。

3、 = ，
/=。
即冷却水的流量为和管子根数为167根。
试题二
一：填充题（20分）
1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。
2、常用测定流量的流___________._____________._________________。
3、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。若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。
4、 等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。
5、 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___________ ，縻擦糸数与的关系为______________。
6、 泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为
__________._____________._____________._______
7、 气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。
8、 降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。
9、 过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程，
过滤速率是指___________________________________________。
10、传热一般采用逆流操作，但为__________________.________________
时采用并流操作。
11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。
12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。
13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。
14、对流传热的热阻主要集中在______________,因____________________
强化对流传热的重要途径。
15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。
二：问答题（30分）
1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？
3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进行热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为和，壁表面温度分别为 和，若〈，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？
三：计算题（50分）
1、 流量为5000的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少？（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。
2、 泵将的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到
管出口的距离为10m，其中流量为。（已知：，,m,,）.(时水，，，)
求：忽略动压头，求泵的安装高度？
泵的轴功率和效率？
3、 一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却饱和蒸汽，使之从饱和温度降至。走管外，其流量为，其冷凝潜热为，比热为。水走管内，且与成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为和。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为和。问此换热器是否造适用？
4 用一传热面积为的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？
（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？
查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为，汽化潜热为
查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为
查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为
试题二的答案
一填充题
1、、。
2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。
3 、位置、时间、时间、位置。
4、。
5、抛物线、0.5、。
6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。
7、通风机、鼓风机、压缩机。
8、颗粒的停留时间大于沉降时间。
9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。
10、控制温度、降低粘度、减少阻力。
11、导热糸数小的。
12、不挥发性、提高。
13、增加、增加。
14、层流内层、减薄层流内层的厚度。
15、10.13-101.3.
二：问答题
1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当，为层流，当为湍流。
2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。
3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结构更为合理。
4、 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区别。若两流体的温度差较大（以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。
5、 =
三：计算题
1 3 2 图2-1
1、 设接平行管道后，总流量为。
二平行管流量为和。
板努利方程：

2 2 10m 1 1 图2-2

总压降相同得：
=，
，。
。2、。
。

考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.
.
.
. .
. .
3、换热器已有的传热面积：。
求所需的传热面积：
冷凝段的热量： =
冷却段的热量：。
总热量为：Q=+=27.55Kw
冷却水的用量：
冷却水离开冷却段的温度：
冷凝段的温度差：
冷却段的温度差：
冷凝段所需传热面积：
冷却段所需传热面积：
所需的总的传热面积：A=6.45.
4、水分蒸发量：，.
F=1000Kg , W=625Kg
溶液的沸点为 。
传热糸数K为：
改变压力后的传热糸数： 。
可见结垢以后的传热糸数降低。
试题三
一：填充题（18分）
1、空气在标准状态下密度为1.29，在0.25Mpa下（绝压）时的密 度为__________________。
2、产生流体阻力的原因有_________________._______________________
3、转子流量计在安装时应_________________。
4、连续性方程是__________指导出来的，它适用______流体。
5、 直管阻力的表示式为____________________，管中流出 =__________流入管中=_____________。
6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生________现象。
7、 往复式压缩机的工作循环为_______._____ ._____._______四个阶段。
8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________
_______________.________________________________.
9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走
______________程。

10、一根暴露在外的热管子以__________.___________散发热量。
11、式中两个准数=__________，Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。
12、多效蒸发主要有_______._________._________三种典型流程。
二：判断题（18分）
1、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）。
2、 转子流量计可以读出任何流体的流量。
3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属 湍流范围。
4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。
5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。
6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。
7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。
8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。
9、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。
10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。
11、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。
12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。
13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。
14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。
15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称为双效蒸发，依次类推。
16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。
17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。
18、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。
三：计算题（64分）
1、 图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为，求？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得，求？

P1
甲
乙

2、 一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。
内部用隔板分成20层，用来回收含尘
气体中的球形固体颗粒，操作条件下含
尘气体的流量为，气体密度
，粘度为。
尘粒密度。试求理论上能
100%除去的最小颗粒直径？
3、 外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为。管外包以导热糸数为 图3-1
的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过，
每米 管长的热损失不超过。问保温层的厚度应为多少？
4、 欲将浓度为25%，沸点为，流量为的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取，溶液的密度为。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？
已知：p=53.32Kpa, ,
p=392.4Kpa,
试题三答案
一：填充题
1、 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。
3、保持垂直。 4、质量守恒定律、
5、、1、0.5. 6、 气蚀现象。
7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。
8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量
9、管程。
10、自然对流、热辐射。
11、、、
12、并流、逆流和平流。
二：判断题
6、10、17为对，其余都为错。
三：计算题
1、 。
， 。
2、降沉室的总面积：。
沉降速度：。
设沉降区为层流，则有：
， 。
验算：。
3、 保温材料的导热糸数 ：。
， 。
4、 水分蒸发量： 。
加热蒸汽消耗量：。
所需的传热面积为：。
即所需的加热蒸汽消耗量为。所需的传热面积为

试题四
一：填充题（20分）
1、边界层的形成是流体具有_________结果。
2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_____管内的流速来计算动能项。
3、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为_________________
4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.
5、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为的燃料油，若保持油品作层流流动，则最大流速不能超过________
6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将___________。
6、 离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。
8、往复式压缩机的余隙糸数=___________,_______-，则增大，生产 能力_______________。
9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_____和_____沉降两种方式。
10、工业上常用的过滤介质主要有________
11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。
12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。
13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_______、_________、_________ 。应维持在_____________区内操作。
14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于___________________________________所引起的。
15、温度差损失包括__________________________、___________________、
____________________________。
二：选择题
1、层流和湍流的本质区别是（ ）
A、流速不同； B、流通截面积不同；
C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；
2、选择下述流体在管路中常用的流速
（1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）；
（3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘度较大的液体（ ）；
_ A、1-3，B、0.5-1,C、15-20,D、30-50
3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的主要性能参数。
A、流量最大； B、压头最大；
C、效率最高； D、轴功率最小；
4、下列结论正确的是（ ）。
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。
5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。
A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象；
C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出；
6、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（ ）
A、过滤时间应大于辅助时间； B、过滤时间应小于辅助时间；
C、过滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期；
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、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；
9、旋液分离器是利用离心力分离（ ）。

A、离心机可分离液液混合物； B、离心机可分离液固混合物；
C、离心机可分离气固混合物；
D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；
10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是 （ ）。
A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻；
C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻；
11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（ ）。
A、设置折流挡板； B、增大板间距；
C、增加管程数； D、增加管内流体的流速；
12、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体；
D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体；
13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（ ）。
A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低；
C、平均温差下降； D、管内流动阻力增大；
14、增大换热器传热面积的办法有（ ）。
A、选用粗管排列； B、选用翅片管；
C、增加管程数； D、增加壳程数；
15、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；

三：计算题

1、 图示为一输油管路，未装流量计，但在A、B分别测得压强为 ，，试估算管道中油的流量？ 已知：管为，A、B间距为10m,
其中管道的当量长度为9.3m，
，。
2、试证明球形颗粒在重力场中作自由 沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为： 。
3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2
某悬浮液。已知过滤常数K为，
为 。要求每一操作周期得滤液，过滤时间为0.5h。设滤
饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压强
差提高至600Kpa，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为 ，若
要求每个过滤周期仍得滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时间
又为多少？
4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为。水以的
流速在管内流动，并从被加热到。流量为、温度为
烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为。
已测得：蒸汽冷凝传热糸数为，管内侧热阻为个侧热阻的40%，
污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。
计算时可忽略管壁热阻及热损失。
试题四答案
一：填充题
1、粘性。 2、细。 3、。 4、剪应力。
5、。 6、不变。 7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。
8、、 小、大。 9、力场、密度、重力、离心
10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。
11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增加。
13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。
14、冷凝水未排出、不凝性气体未排
15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。
二：判断题
1、D． 2、D、A、C。 3、C。
4、A、B、C． 5、B。 6、D
7、B． 8、C。 9、B。
10、B． 11、A。 12、A、C、D；B、E、F。
13、C、D． 14、B。 15、C。
三：计算题
1、在A-B两点间列板努利方程：
。
. .
设流体在管路中作层流流动，则： ， 。
。 。
核算雷诺准数：。
则：油品的流量为。
2、颗粒作自由沉降，受力： ，
，。
，层流： ，。
3、过滤面积： ，，。
滤饼体积：，框数。
过滤总面积：。

，，。
5、 传热量为：。 所需水量：。。
单管水量：，每程所需管子数为：。
每程传热面积：，传热糸数：
所需传热面积： 管程数为：n=4.总管数为80根。
试题五
A B 图5-1
一：简答题（60分）
1、 图示管路中，流体作稳定流动。问：
（1）、静压头哪个大？为什么？
（2）、体积流量V哪个大？为什么？

（3）、质量流速哪个大？为什么？
（不计阻力）
B
Z
A R
2、图示，测出A、B两端点的压力差？
3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪几种？家里的自来水管是什么管？
4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防 止？
5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？