清华大学2006年秋季学期环境工程原理第一部分本科测验题.pdf

2006 年秋季学期《环境工程原理》第一部分测验题 姓名 学号 一、简答题(共40分) 1．在空气－水间壁换热器中，为强化换热可采取哪些措施？传热壁面的温度接 近于哪一侧的温度？（4 分） 2 ．为减少室外设备的热损失，在保温层外包一层金属皮，一般会采用表面光滑、 颜色较浅的材料，试说明原因。（4 分） 3 ．有一转子流量计，原来用钢制转子，现改用形状相同的塑料转子代替，此时 同刻度下的流量如何变化？为什么？（4 分） 4 ．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层 厚度相同。在其它条件不变时，若将第二层和第三层互换，则导热量如何变化？ 若内层温度高于环境温度，则第二层和第三层间的截面温度如何变化？请简单说 明原因。（4 分） 5 ．由A 、B 两组分组成的双组分系统中，在一般情况下进行分子扩散时（有主 体流动，且NA≠NB ），在总浓度c 恒定的条件下，试证明DAB=DBA 。（4 分） 6 ．已知分子扩散时，通过某一截面的组分A 的传质通量、分子扩散通量和总物 质通量分别为NA ，NA,D ，NM 。在以下两种情况下，分别在括号内填写“ ﹤”或“ ﹦” 或“ ﹥”，表示出三者的关系。（3 分） （1）等分子反向扩散时： NA,D （ ）NA （ ）NM （ ）0 （2 ）A 组分单向扩散时： NM （ ）NA （ ）NA,D （ ）0 7 ．流体在直管内流动时，同时发生传质过程。当流速增加致使流态有层流变为 湍流时，对流动阻力和传递阻力产生什么影响？当流体流过弯管时，对流动阻力 和传递阻力产生什么影响？（4 分） 8．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 提高去除效率的方法。（5 分） 9 ．一定流量的液体在Φ25×2.5mm 直管内湍流流动，如流量和物性都不变，改用 一根Φ19×2.5mm 的直管，则α值将如何变化，变化量为多少？（4 分） 10．327℃的黑体辐射能力为27 ℃黑体辐射能力的多少倍？简写出求解过程。（4 分） 二、计算题(共60分) 4 3 1．某一双池塘系统如图所示。上游流量为 10×10 m /d ，其中有机物浓度为 4 3 4 3 20mg/L 。第一个池塘的容积为 5.0×10 m ，第二个池塘的容积为 3.0×10 m 。有 4 3 一股流量为1×10 m /d 的污水进入第一个池塘，有机物浓度为120mg/L。有机物 降解符合一级反应动力学，降解速率常数为 0.30d－1 。不考虑蒸发、渗漏或降雨 等因素，假设每一个池塘都呈完全混合状态，求稳定状态下每个池塘出水的有机 物浓度。（10 分） 第1 题图示 2 ．厚度为240mm 的砖墙，内壁温度为200 ℃，外壁温度为20 ℃，砖墙的导热系 数与温度的关系可以表示为λ 0.2(1 =+ 2.5 ×10 −3 T ) W/ （m· ℃），试求穿过砖墙 的导热通量和砖墙中心平面的温度。（10 分） 3 ．在一细管中，底部水在恒定温度298K 下向上部的干空气蒸发。干空气压力 6 为0.1×10 pa 、温度为298K 。水蒸气在管内的扩散距离（由液面到管顶部）L ＝ 10cm。在 0.1×106Pa 、298K 的温度时，水蒸气在空气中的扩散系数为 DAB ＝ -5 2 2.50×10 m /s 。试求稳态扩散时水蒸气的传质通量和传质分系数。（10 分） 4 ．纯气体A 通过厚为0.01m 的气膜向催化剂表面扩散，并在催化剂的作用下， 发生瞬时化学反应 2A （g ）―― B(g) ，生成的气体反向扩散回来。已知总压为 －5 2 101.3kPa，温度为300K，扩散系数DAB 为1×10