1、復旦大學環境科學與工程系20092010學年第一學期期末考試試卷課程名稱:環境工程基礎課程代碼:ENVI130010.01開課院系:環境科學與工程系 考試形式:課程名稱:環境工程基礎課程代碼:ENVI130010.01開課院系:環境科學與工程系 考試形式:閉卷裝訂線內不要答題裝訂線內不要答題題號12345678總分得分姓名:專業:學號:第一題：填空（每空1分，共20分）1、201.33 kPa, 360mmHg2、減小，增大3、沿程阻力，局部阻力4、1/165、恒定流,非恒定流6、氣蝕7、增大傳熱面積，增大平均溫差，提高傳熱系數8、, ,=,=9、層流底層10、塔底11、組分在溶劑中的溶解度之

2、差異第二題：計算題1 （25分）.用離心泵把20 c的水（密度=1000Kg/m 3）從開口貯槽送至表壓強為1.5 x 1（5Pa的密閉容器，貯槽和容器的水位恒定，各部分相對位置如本題附圖所示。管道均為 108X 4mm的無縫鋼管，吸入管長為20m ,排出管長為100m （各段管長均42700Pa ,0.02 。試包括所有局部阻力的當量長度）。當閥門為3/4開度時，泵入口真空表讀數為 兩測壓口的垂直距離為42700Pa ,0.02 。試閥門3/4開度時管路的流量（m 3/h）(2)泵出口壓強表讀數（Pa）(3)現將流量變為原來流量的(2)泵出口壓強表讀數（Pa）(3)現將流量變為原來流量的1.

3、3倍，吸入管長不變，摩擦系數為0.02。該流量下的允許吸入真空度為5.8m ,的允許吸入真空度為5.8m ,當地大氣壓為8.5 X104Pa,問在安裝高度不變的情況下，該泵是否能正常運轉（1）在貯槽液面0-0及真空表所在截面1-1 間列伯努利式，并以0-0面為基準面：Z0P0g2U02gZ12P1（1）在貯槽液面0-0及真空表所在截面1-1 間列伯努利式，并以0-0面為基準面：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間列伯努利式，仍以0-0 （2）在泵出口壓強表測壓口中心2-2 截面與容器內液面3-3 間列伯努利式，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（表壓）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允許安裝高度為2.18m,現安裝高度為3m,故泵不能正常操作。閥門開大時的情況 當Q =1.3Q 時，則u =1.3 X2.3=2.99m/s因操作條件下大氣壓強與實驗條件的大氣壓強不同，251。斤而A -白 _ 700 -251。斤而司司=-015T工工 1的3M加保溫層后:11=740 C, t4=90C所以心一%&+d+心一%&+d+生%41 %MM4?047 。百門而答：加保溫

6、層前每小時每平方米的壁面損失熱量為2610 W/R2加保溫層后每小時每平方米的壁面損失熱量為823W/rH3.請任選以下三題中的兩題作答(每個題均為 20分)某吸收塔用溶劑 B吸收混合氣體中的 A化合物。在塔的某一點，氣相中 A的分壓為21kPa,液 相中A的濃度為1.00X10-3kmolm_3,氣液間的傳質通量為0.144kmolm-2h-1,氣膜傳質系數kG為0.0144kmol h_1 m-2 kPa-1。實驗證實系統服從亨利定律，當Pa= 8kPa時，液相的平衡濃度為 1.00X10-3 kmol m-3,求下列各項：(1)計算以分壓差和物質的量濃度差表示的總推動力、總傳質系數(2)

7、氣相阻力占總阻力的百分率為多少？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氣中的有害組分Ao已知操作條件下氣相總傳質單元高度為1.5m ,進塔混合氣組成為 0.04 （A的摩爾分數，下同），出塔尾氣組成為0.0053 ,出塔水溶液濃度為 0.0128 , 操作條件下平衡關系為 Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（2）所需填料層高度？（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033 ,求此

9、時填料層高度為若干米？解：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？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 ）所需填料層高度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）此條件下的填料層高度。Z HOG Nog 1.5 7.52 11.28m3.3在常壓填料吸收塔中，以清水吸收焦爐氣中的氨氣

11、。標準狀況下，焦爐氣中的氨的濃度為0.01kg/m3,流量為5000m3/h。要求回收率不低于99%,若吸收劑用量為最小用量的1.5倍。混合氣進塔的溫度為30 C ,空塔速度為1.1m/s。操作條件下平衡關系為Y 1.2。氣體體積吸收系數Kva200kmol/ m3 h。試分別用對數平均推動力法及吸收因素法求總傳質單元數及填料層高度。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、操作條件下氣體流量：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對數平均推動力法：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).某燃燒爐的平壁是由一層耐火磚(具入1=1.047 W/(m K)與一層普通磚 (其入2=0.814 W/(m K)砌成，兩層厚度均為100mm操作達到穩定后，測得爐壁的內表面溫度是700C,外表面溫度為130C。為了減少熱量損失，在普通磚外表面上增 加一層厚度為40mmm呆溫材料(含85%的氧化鎂，入3=0.