复旦环境工程基础课程期末试题.docx
复旦大学环境科学与工程系20212022学年第一学期期末考试试卷A卷B卷C卷课程名称：_环境工程原理课程代码：ENVlI3009L（H开课院系：环境科学与工程系考试形式：闭卷姓名J学号J专业I提示：请同学们秉持诚实守信宗旨，谨守考试纪律，摒弃考试作弊。学生如有违反学校考试纪律的行为，学校将按复旦大学学生纪律处分条例规定予以严肃处理。题号12345678总分得分一、选择题（每空1分，共20分）1.关于流体，以下说法错误的是（）A.通常液体的经济流速为Ims,气体的经济流速为IOm/S。B.管流没有自由表面，是有压流。C.稳态流一定是均匀流，在任何时刻流体质点流速与空间位置无关。D.在流场中，流线是一条瞬时曲线。A.泵的实际工作情况由泵的特性曲线和管路特性曲线共同决定。2 .圆形直管中流体流动状态为层流，如果保持管长不变，管径缩小为原来的一半，流速不变，则阻力损失为原来的（）A.l/4B.l/16C.4倍D.2倍3 .当固体颗粒在流体中的自由沉降属于层流区时,（）的大小对其沉降速度的影响最大。A.颗粒直径B.流体密度C.液体深度D.颗粒密度4 .在过水断面面积、底坡、粗糙系数已知时，水力最佳梯形断面具有最大的（）和最小的（）。A.宽深比B.湿周C.流速D.边坡系数5 .在稳定传热的间壁换热器中，热流体的对流传热膜系数1是冷流体的对流传热膜系数的两倍，壁两面的传热面积相同，则热流体与热流体一侧的壁温差Ah与冷流体与冷流体一侧的壁温差At2之间的关系是（）。A.t1=t2B.2t=t2C.t=2t2D.不确定6 .对流传热是由（）因素产生的。A.流体分子热振动；B.流体内电子的移动；C,流体质点的位移、扰动；7 .由材料A和材料B组成的双层平壁，厚度3a>3b,导热系数oa<0B,则导热热阻QA（）oA两侧的温差八以和B两侧的温差4b相比，以（）r;热流密度"A（）gB°A.大于B.小于C.等于D.不确定8 .关于传质过程，以下说法错误的是（）A.一般地，物系总压越大，扩散系数也越大。8 .亨利系数”W越大，气体越难被吸收。C.相平衡系数也越大，溶质的溶解性越小。D.对于一填料塔，在KX图中，操作线总是在平衡线上方。9 .关于双膜理论，错误的是（）A.气液两相流体间存在稳定的相界面。B.两层虚拟停滞膜以外，气液流体均组成均一，无传质阻力。C.在相界面处，也存在传质阻力。D.对高度湍流的两流体间传质过程分析，具有一定局限性。10 .在常压下,用水逆流吸收空气中的CO2,若将用水量增加，则出口气体中的含量将（）。A.增加B.减少C.不变D.无法判断11 .采用化学吸收，可使原来的物理吸收的液膜阻力（），气膜阻力（）oA.增大B.减小C.不变D.不确定12 .逆流操作的吸收塔，对符合亨利定律的溶质，当吸收因子4大于1且填料塔高度无限制时，气液两相将在（）达到平衡。A.塔顶B.塔底C.塔中D.塔的任意位置13 .防催化反应的反应速率遵循米-门公式，当底物浓度远大于米氏常数K”时，反应符合（）;当底物浓度与米氏常数为同一数量级时，反应符合（）。A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.非零级反应、非一级反应、非二级反应14 .对于一平行反应，反应方程式为：A+b4r,A+BSR是目标产物，S是副产物。反应速率方程式为l=eA2cB,s=2cacb2o要提高R的收率，应采用何种反应器形式？（）A.将A分成各小股，分别加入各多釜串联反应器中B.将B分成各小股，分别加入各多釜串联反应器中C.将A、B同时加入连续的完全混合式反应器D.将A、B同时加入间歇式反应器15 .一个化学反应的反应级数的求法不包括（）A.微分法B.物质的量衡算法C.半衰期法D.图解微分法二、计算题和简述题（4题，共80分）1. （25分）如图2-1所示，污水厂中，用离心泵将污水从地下集水井提升至曝气沉砂池,每小时提升污水75n?。以地面为基准面，集水井水面高度3米，离心泵进、出水口高度均为-2米，曝气沉砂池水面高度10米。吸入管长度5米，有1个90。标准弯头；出水管长度25米，有3个90。标准弯头、2个闸阀（全开）、1个止回阀。管道均为G206mmX3mm,绝对粗糙度0.06mm。污水性质按20°C纯水计算，当地大气压强为98.07kPa,该条件下泵的允许吸上真空高度凡为5m。问：（1）离心泵有效功率Pe是多少？（10分）（2）假设吸入管阻力不变，泵的允许安装高度是多少？（5分）（3）假设M增大100%,管路不变，管内流速变为多少？（10分）图2-1示意图2. （20分）有一套管换热器，内管为G54mmX2mm,外管为116mmx4mm的钢管，内管中苯被加热,苯进口温度为50,出口温度为80,流量为4000kg/h。环隙为133.3C的饱和水蒸气冷凝，其汽化热厂=2168.1kJkg,冷凝给热系数为11630W（m2K）.苯在5OC8（TC的物性参数平均值为密度p=880kgA比热容CP=1.86kJ（kgK）,黏度=0.39×IO-3Pas,导热系数A=0.134W（mK）。钢管导热系数。=17W（mK）,忽略污垢热阻。求：（1）水蒸汽的质量流量。（5分）（2）以内管外壁为基准的总传热系数K。（10分）（3）所需的管长（5分）3. （20分）某填料吸收塔用含溶质X2=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，液气比为3,气体入口含量y=OQl,回收率可达=90%。已知吸收平衡关系为y=2x,Y=2Xo今因解吸不良使吸收剂入口含量M升至0.00035。求：（1） 可溶组分的回收率下降至多少？（10分）（2）塔底处的气相传质推动力（以摩尔分数表示）。（10分）4. （15分）有一串联反应如下：A>R父>S,且k1k2,且所有反应均属于一级动力学反应。（1） 请写出A、R、S的反应速率方程式，并画出相应的示意图。（7分）（2） 为了使目标产物R达到最大产率，应该在间歇式反应器、连续流推流式反应器、连续流完全混合式反应器中选什么反应器比较好，选什么反应器不太好，请讨论。（8分）相关参数值、公式和图tefseW«,004,fc20.020.0080.0150.010.0093456817r2345681×1054-234一XIa2345681×1070.0010.00080.00060.0004to.0002(XX)I3.000050.00001图1管内流体流动时摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系表1局部阻力系数，名称名称45标准弯头0.3590角阀590标准弯头0.75闸阀全开0.17180回弯头1.5隔膜阀全开2.3活接头0.4旋塞201.56水表（盘形）7截止阀全开6.4底阀2截止阀1/2开9.5滤水器2单向阀（摇板式）2.-0.4准表2大空间自然对流的C、n值和特征尺寸传热而形状和位置GrPrCn特征尺寸(L)垂直平板或圆管IO4-IO90.591/4高度HIO9-IO130.101/3水平圆管IO4-IO90.531/4外径dIo9-IOn0.131/3水平板热面朝上或冷面朝下2XlO1-8×IO60.541/4矩形取两边的平均值；圆盘取0.91：狭长条取短边8×IO6-IOn0.151/3水平板热而朝下或冷面朝上IOs-IO110.581/5表3水的物理性质温度77C饱和蒸汽压p/kPa密度P1(kgm3)增H/(kJkg)比热容G/(kJZ(kgK)J导热系数×102W(mK)J粘度×10-5(Pas)体积膨胀系数g(×10-4K,)表面张力/×o-3(Nm)O0.6082999.90.004.21255.13179.210.6375.6101.2262999.742.044.19157.45130.770.7074.1202.3346998.283.904.18359.89100.501.8272.6304.2474995.7125.694.17461.7680.073.2171.2407.3766992.2167.514.17463.3865.603.8769.65012.31988.1209.304.17464.7854.944.4967.76019.923983.2251.124.17865.9446.885.1166.27031.164977.8292.994.17866.7640.615.7064.38047.379971.8334.944.19567.4535.656.3262.69070.136965.3376.984.20867.9831.650.9560.7100101.33958.4419.104.22068.0428.387.5258.8110143.31951.06461.344.23868.2725.898.0856.9120198.64943.1503.674.25068.5023.738.6454.8130270.25934.8546.384.26668.5021.779.1752.8140361.47926.1589.084.28768.2720.109.7250.7150476.24917.0632.204.31268.3818.6310.348.6160618.28907.4675.334.34668.2717.3610.746.6170792.59897.3719.294.37967.9216.2811.345.31801003.5886.9763.254.41767.4515.3011.942.31901255.6876.0807.634.46066.9914.4212.640.82001554.77863.0852.434.505
