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一、填空题（每空1分，共20分）1、从技术原理上看，环境污染控制技术可以分为隔离技术、分离技术和转化技术三大类。2、环境污染控制技术中，转化技术是利用化学反应或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染物质得到净化与处理。3、某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），在1.013×105Pa、25℃下，该浓度可表示为157.06µg/m3。4、某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，该浓度可表示为2.77×10-9mol/L。5、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数，而不随时间变化，称为稳态系统；当上述物理量不仅随位置变化，而其随时间变化时，则称为非稳态系统。6、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数，而不随时间变化，称为稳态系统，其数学特征是0t∂=∂。7、当能量和物质都能够穿越系统的边界时，该系统称为开放系统；只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统称为封闭系统。8、流体流动存在两种运动状态：层流和湍流，脉动是湍流流动资基本的特征。9、雷诺数综合反映了流体的物理属性、流体的几何特征和流动速度对流体运动特征的影响，可用以判别流体的流动状态。10、流动阻力指流体在运动过程中，边界物质施加于流体且与流动方向相反的一种作用力。阻力损失起因于粘性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物体前后压强差引起的形体阻力。11、管道内局部阻力损失的计算一般采用两种方法，即阻力系数法和当量长度法。12、以伯努利方程为基础的测量装置可分为变压头流量计和变截面流量计`两大类，转子流量计就是后者中常见的一种。13、热量传递主要有三种方式：热传导、对流传热和辐射传热。传热可以以其中一种方式进行，也可以同时以两种或三种方式进行。14、导热系数是物质的物理性质，气体的导热系数对温度的升高而增大，液体的导热系数对温度的升高而减小。15、换热器传热过程的强化措施多从以下三方面考虑：增大传热面积、增大平均温差和提高传热系数。16、在深层过滤中，流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获，该过程主要包括以下几个行为：迁移行为、附着行为、脱落行为。17、重力场中颗粒的沉降过程受到重力、浮力和流体阻力的作用，当三者达到平衡时，颗粒以恒速作下沉运动，此时的速度称为沉降速度。18、反映旋风分离器分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。19、反应器一般主要有三种操作方式，即间歇操作、连续操作和半间歇或半连续操作。20、反应器设计经常用到四类基本方程：反应动力学方程、连续方程、热量方程、动量方程。21、单位时间单位体积反应层中某组分的反应量或生成量称为该组分的反应速率，有时可用反应物浓度减少到初始浓度的1/2时所需要的时间即半衰期来表达。22、反应器设计经常用到的基本方程主要基于质量恒定原理、能量守恒定律和动量守恒定律，它们都符合“输入=输出+消耗+累积”模式。23、连续操作中一物料“微元”从反应器入口到出口经历的时间称为停留时间；单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量称为空间速度，单位为时间的倒数。24、在实际的反应器中，物料的流动和混合状态十分复杂，为了便于分析和计算，常设想存在两种极端的理想流动状态：完全混合流和平推流。25、吸收操作本质上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程，所用的液体溶剂称为吸收剂，吸收后得到的溶液称为吸收液。26、吸收操作本质上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程，混合气体中能显著溶于液体溶剂的组分称为溶质，吸收后的气体称为吸收尾气（或净化气）。27、对于恒温恒容条件下的不可逆单一反应，零级反应的半衰期为1/2AOtc/2=k，一级反应的半衰期为1/20.693tk=。二、选择题（每空3分，共30分）1、从传热角度看，下面几种冷却发电机的方式中，（D）的冷却效果昀好。A.水冷B.氢冷C.气冷D.水沸腾冷却2、物体能够发射热辐射的基本条件是（A）A.温度大于0KB.具有传播介质C.具有较高温度D.表面较黑3、下列气体中，可以视为热辐射透明体的是（B）A.二氧化碳B.空气C.水蒸汽D.二氧化硫气体4、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到昀低应采用的流程为（D）。A.气体走管外，气体并联逆流操作B.气体走管内，气体并联逆流操作C.气体走管内，气体串联逆流操作D.气体走管外，气体串联逆流操作5、有一转子流量计，原来采用钢制的转子，现用形状相同的塑料转子代替，此时，同刻度下的流量（B）。A.增加B.减少C.不变D.不确定6、水在两根同轴套管组成的环隙内作稳定的轴向层流流动，对流动充分发展的区域，下述结论中的（A）是错误的。A.速度分布沿半径方向呈抛物线型B.速度分布沿轴向均匀C.速度昀大处的剪应力为零D.在环隙的内外两壁面上的速度相等7、在外径为d的圆管外包裹厚度为b的保温层（导热系数为λ），保温层外的对流传热系数为α。若dα/λ，则对单位管长而言（C）。A.当b=λ/α-d/2时，热损失昀小B.当λ/α=d+2b时，热损失昀大C.当b=λ/α-d/2时，热损失昀大D.包上保温层总比原来（不包）要小8、为减少室外设备的热损失，保温层外包一层金属皮，一般说来应该是（A）A.表面光滑，颜色较浅B.表面粗糙，颜色较深C.表面粗糙，颜色较浅D.表面光滑，颜色较深。9、327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的（C）倍。A.4B.8C.16D.3210、一定流量的含有A组分的液体沿平壁面湍流流动，其对流传质系数k=100m2/s，如浓度和物性都不变，流速增加，则k值（A）A.增加B.减少C.不变D.不确定11、在管壳式换热器中，冷热流体之间换热，若将壳程由单程改为双程，则传热温度差（A）。A.增加B.减少C.不变D.不确定12、气体吸收时，若可溶气体的浓度较高，则总体流动对传质的影响是（A）。A.增强B.减弱C.不变D.不确定13、下面各影响因素中，使流动阻力减小的是（C）A.流过进口段B.流过弯管段C.升高壁面温度D.增加流速14、通常流体粘度随温度的变化规律为（C）A、温度升高，粘度减小B、温度升高，粘度增大C、对液体温度升高，粘度减小，对气体则相反D、对液体温度升高，粘度增大，对气体则相反15、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为（A）。A、空间时间B、反应时间C、停留时间D、空间速度16、降尘室的生产能力与下列哪一项无关（C）。A、降尘室的沉降面积B、颗粒的沉降速度C、降尘室的高度D、降尘室的层数17、下列沉降设备中，哪一种不是利用离心沉降的原理来分离悬浮物的（B）。A、旋液分离器B、沉降槽C、旋风分离器三、简答题（每题5分，共10分）1、为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？答：多孔材料的孔隙中保留大量气体，气体的导热系数小，从而起到保温效果。（2分）水的导热系数较大，如果保温材料受潮，将会增大整体的导热系数，从而使得保温性能降低，所以要防潮。（3分）2、试比较深层过滤和表面过滤的特点和差异。答：表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层容易形成的情况。此时固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐积累成滤饼，其后逐渐增厚的滤饼层成为真正有效的滤饼层。（3分）深层过滤通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中，过滤通道长而曲折，颗粒物随流体可进入过滤介质层，在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下颗粒物附着在介质表面上而与流体分开。（2分）3、对于由以下两个反应构成的反应系统，试通过浓度变化曲线定性说明在下述半间歇操作系统中各组分的浓度变化。（1）先向反应器中加入A，之后连续加入B；（2）先向反应器中加入B，之后连续加入A；答：（a）先向反应器中加入A，之后连续加入B的浓度变化曲线：（3分）（b）先向反应器中加入B，之后连续加入A的浓度变化曲线：（2分）4、某工业废气中含有氨，拟采用吸收法进行预处理。根据所学知识，分析提高氨去除效率的方法和具体措施。答：（1）采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；（2）采用喷雾等方法增大接触面积；（3）适当增加压强；（4）加快废气流速，加强扰动；（5）逆向流动等等。5、在深层过滤中，为什么要尽量避免表层滤料的堵塞？答：深层过滤中表层的堵塞引起的水头损失接近于指数函数增加，后果会造成滤料表层以下的滤料层不能充分利用而使过滤运行周期变短。6、空气中含有SO2和CO气体，其分压相同，试判断哪种污染物更易被水吸收？如果采用化学吸收，哪个物质的吸收速率提高更大？为什么？答：GG111KkHk=+L，通常吸收条件下，kG和kL的数值大致相当，但是不同溶质的亨利系数相差很大，SO2比CO在水中有更大的溶解度，则H更大，所以SO2液膜的阻力相比CO小，总阻力小，相同分压条件下SO2更容易被水吸收。化学吸收减少液膜阻力，CO相比SO2液膜阻力在总阻力中比例更大，所以CO吸收速率提高更大。7、有一个套管换热器，内管外侧装有翅片，用水冷却空气，空气和水各应走哪里（管内和壳间）？试解释原因。答：装有翅片的目的一方面是为了加大接触面积；另一方面是为了破坏边界层形成以提高对流传热系数。要提高传热器的传热效果，应当提高限制步骤的传热效果。因此，在用水冷却空气的换热过程中，空气对流传热慢，是制约因素。所以，翅片应放在空气一侧，即空气走壳间，水走管内。8、燃烧废气中含有SO2，欲采用吸收法去除。根据你所学的知识，分析提高去除效率的方法。答：吸收法可近似认为单向扩散，为了提高吸收效率，可以增加SO2的浓度（浓缩尾气），换用高效的吸收液（碱液等）；同时及时更换新的吸收液；增大吸收液与SO2的接触面积（雾状喷淋）；适当增加温度和压强，以加快碱液对SO2的吸收速率。9、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？答：（1）提高总传热系数：气侧传热控制，所以强化气侧，走管外，加翅片；水侧提高流速；提高温差采用逆流操作。（2）接近水侧温度，因为水侧热阻小，温差小。10、采用旋流分离器和离心机对悬浊液中的固体成分进行分离，如果改变装置直径，其各自的离心分离因数将如何变化？答：旋流分离器分离因数2iCmuKrg=，增加直径分离因数变小，减少直径分离因数变大，保持不变。离心分离器分离因数2CrKgω=，增加直径分离因数变大，减少直径分离因数变小，ω保持不变。11、什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义各是什么？答：（1）空间时间指反应器有效体积(V)与物料体积流量(Q)之比值。其物理意义为处理与反应器体积相同的物料所需要的时间。（2）空间速度指单位反应有效体积所能处理的物料的体积流量。空间速度表示单位时间内能处理几倍于反应器体积的物料，反映了一个反应器的强度。12、简述气体辐射的特点。答：（1）不同气体的辐射能力和吸收能力差别很大；（2）气体的辐射和吸收对波长具有选择性；（3）气体发射和吸收辐射能发生在整体气体体积内部。四、计算题（每题10分，共40分）1、乙酸的水解反应可以近似看作一级反应，该反应在300K时的速率方程为：-rA(mol·m-3·s-1)=2.77×10-3cA。将乙酸浓度为600mol/m3的液体以0.05m3/min的速度送入一完全混合流反应器。试求以下几种情况下的乙酸的转化率：（1）反应器的体积为0.80m3时；（2）0.40m3的反应器，2个串联使用时；（3）0.20m3的反应器，4个串联使用时。解：（1）平均空间时间为：30.8060s960s5010τ−×==×3A0A13c600c164.0mol/m1+k1+2.7710960τ−===××A0A1A1A0cc600164x7c6002.7%−−===（2）每个槽的平均空间时间为：30.4060s480s5010τ−×==×()()3A0A2223c600c110.6mol/m1+k1+2.7710960τ−===××A0A2A2A0cc600110.6x8c6001.6%−−===（3）每个槽的平均空间时间