环境工程原理补充习题参考答案-第一部分xxxx0830-756207565

Word可编辑环境工程原理修订材料（2007年）Word可编辑-1-目录总结...........................................................................................................................................2第二章质量衡算与能量衡算.......................................................................................2第三章流体流动...........................................................................................................3第四章热量传递...........................................................................................................6第五章质量传递...........................................................................................................9思考题补充.............................................................................................................................11第二章质量衡算与能量衡算.....................................................................................11第三章流体流动.........................................................................................................11第四章热量传递.........................................................................................................12第五章质量传递.........................................................................................................12习题补充.................................................................................................................................14第二章质量衡算与能量衡算.....................................................................................14第三章流体流动.........................................................................................................16第四章热量传递.........................................................................................................21第五章质量传递.........................................................................................................28中英文术语.............................................................................................................................33第二章质量衡算与能量衡算.....................................................................................33第三章流体流动.........................................................................................................33第四章热量传递.........................................................................................................34第五章质量传递.........................................................................................................35Word可编辑-2-总结第二章质量衡算与能量衡算一、单位换算二、常用物理量及其表示方法定义相关内容浓度质量浓度：VmAA混合物总质量浓度：Ni1质量分数*：mmxAAmNimix11；气液两相体系：Amx——液相中某组分的质量分数；Amy——气相中某组分的质量分数；质量比：AAAmmmmXAmX与Amx换算：mAAmAmxxX1物质的量浓度：VncAAAc与A换算：AAAMc摩尔分数：nnxAA摩尔比：AAAnnnXAX与Ax换算：AAAxxX1；气态：AAApppY流量体积流量：tVqVVq与mq换算：Vmqq质量流量：tVqm流速平均流速：AqAudAuVAm通量单位时间、单位面积上通过的物理量；表示传递速率Word可编辑-3-三、质量与能量衡算第三章流体流动一、衡算方程二、流体流动内摩擦力质量衡算dtdmqqmm21，对于不可压缩流体管内流动1122mmuAuA能量衡算总能量方程：eeWQpvgzue)21(2机械能方程：feppmhWvdpzgu21)(212对于不可压缩流体femhWpzgu)(212水处理：一般1L污水可近似认为等于1000g。1mg／L的质量分数为1mg／1000g＝1×10-6＝1ppm污水浓度过高时，1mg／L的质量分数为1×10-3÷混合物密度值大气污染控制工程：*环境工程中常用体积分数；若视为理想气体AAApMRTVV3101．质量衡算以物料全部组分为对象：0mrq（质量守恒）以某种元素或物质为对象1）稳态非反应系统：21mmqq2）稳态反应系统：120mmmrqqq021Vkqqmm（一级反应）3）非稳态系统：dtdmqqqmrmm212．能量衡算qFPEHHq（不考虑做功，仅考虑热量交换）封闭系统QEQ开放系统（稳态）qHHFP有相变：相变时吸收或放出热量，但温度不变mLQEQ无相变：TmcQEpQdtdmqqqmrmm21Word可编辑-4-1．流态——雷诺数uLRe判定2．内摩擦力（1）牛顿黏性定律dydux，适用于层流（2）μ为动力黏性系数，表示单位法向速度梯度下，由于流体黏性引起的内摩擦力或剪切应力的大小。温度↑→液体μ↓；气体μ↑（3）流体类别——见表3.2.2（4）流动状态与剪切应力三、边界层1．边界层理论要点（1）当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域——边界层（2）在边界层内，流体流速很小，但速度梯度很大（3）在边界层内，黏性力可以达到很高的数值，它所起的作用与惯性力同等重要，在边界层内不能全部忽略粘性（4）流动分两个区域，在边界层外的整个流动区域，可将粘性力全部忽略，近似看成是理想流体的流动2．边界层形成过程（1）绕平板流动（图）①边界层厚度：层流5.0Re641.4xx；湍流2.0Re376.0xx②减小边界层厚度可以减小传递过程阻力：增大流速使湍流化，矩形槽或放置金属丝破坏边界层形成（2）圆直管内流动（图：层、湍流）①层流——速度抛物线型分布；湍流——充分发展段速度分布曲线较平坦，层流底层厚度875.0Re5.61d②进口段长度：层流Re0575.0dle；湍流约50倍管径3．边界层分离——能量损失（图）①产生条件：存在黏性作用和逆压梯度②层流较湍流易发生；湍流的分离点靠后，尾流区小四、阻力损失成因影响因素层流：剪切应力由分子运动引起，服从牛顿黏性定律湍流：剪切应力由分子运动和质点脉动引起，dyuddyudefft)(Word可编辑-5-雷诺数物体形状表面粗糙度摩擦阻力湍流-大；层流-小粗糙表面-大形体阻力湍流-小；层流-大良绕体-小；非良绕体-大粗糙表面促进湍流化-小五、圆直管内流动的阻力损失1．沿程损失（1）22mfudlp（2）速度分布及阻力损失流动形态速度分布阻力损失系数λ层流])(1[412020rrrdldpuRe/64mmsuru04湍流nrruu)1(0max一般流体输送的Re范围内，n=1/7)(Re,d1.过渡区按湍流处理偏安全2.湍流区Re4000：柏拉休斯：)10000Re5000(Re3164.025.0卡门：)104.3(Re91.0)lg(Re035.2163.完全湍流区2)2lg274.1(d2．局部损失22mfuh或22mefudlh六、管路计算（不可压缩流体）七、流体测量测量仪表流速（流量）表达式特点简单管路：....21VVqq常数；...21fffhhh复杂管路（图）分支管路：总管流量等于各支管流之和；fDEfBDfABfAEhhhh；总机械能守恒并联管路：321qqqqV；321fffhhhWord可编辑-6-测速管（毕托管）)(20gRCu测得的是点流速孔板流量计0002()VgRqCA固定安装；阻力损失较大文丘里流量计002()VVgRqCA比孔板流量计减少了机械能损失转子流量计fffRRVAgVACq)(2使用条件与标定条件不符时)()(000ffVVqq必须垂直安装，流体自下而上流动第四章热量传递一、概述二、热传导1．基本公式：傅立叶定律：ddQTTqAyy或，热量通量∝温度梯度；热量沿温度降低的方向传递。热量传递热传导对流传热——流体中质点发生相对位移引起，通常也指流体与固体壁面之间的热传递；仅发生在液体和气体中辐射传热——通过电磁波传递能量；不需要任何介质，可在真空中传播气体——分子不规则运动固体——晶格振动和自由电子的迁移液体——分子振动＋分子间相互碰撞液体：水的λ最大，常用作导热介质（多孔隔热材料受潮隔热性↓）；除水和甘油外，T↑→λ↑，压力影响不大2．导热系数ddqTy固体：金属λ非金属λ；金属有杂质→λ↓；纯金属T↑→λ↓；合金T↑→λ↑；晶体T↑→λ↓；非晶体T↑→λ↑气体：很小，利于绝热保温（工业上多孔保温材料）；T↑,p(高压时)↑→λ↑Word可编辑-7-三、对流传热1．基本公式：牛顿冷却定律：ATQTdAdQ1或3．