试题一
《环境工程原理》试题库
一：问答题（36分）
1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、何谓气缚现象？如何防止？
3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？
（2）传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分)
1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为??0.03，现发现压力表上的读数为5mH20，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、在一 列管式换热器中，用冷却 将1000C的热水冷却到500C，热水 流量为60m3h数K为2000w，冷却水在管内 流动，温度从200C升到450C。已 知传热糸
2m.C和换热管数 （逆流）。
已知：?热水?960K3C热水?C冷水?4.187Kj
Kg.Km 试题一答案： 二：问答题
lu12 1、h1??1..。d2?2d1，
d12gV1u2??u1，
1.?.d2244d.u.? ?2?64/22?2?1。
?lu221h2??2..?h1。
d22g16 2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。
3、沉降是指依靠外力的作用，利用分
， 换热管为?25?2.5mm的钢管，长 为3m.。求冷却水量
10m 50m 25m 图1-1
散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。
3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数K接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。
4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。 5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。 三：计算题
1、 图示，在1-1，2-2面间列板努利方程
u12p1u22p2 z1?=z2???h' ?2g?g2g?gu2lu2u2 10?0?0?0?5? ??..??进.2?9.81d2g2g5011??1?0.03..?0.5. 5?u2.??
2?9.810.12?9.812?9.81??331 u?2.44m V?.?.d2u?0.019m。 ?68.9mssh4 在2-2，3-3面间列板努利方程
u22p2u32p3lu2u2u2' z2? ??h，0?5?0??..??出.????=z3?2g?gd2g2g2g2g?g
2511??? 5?2.44??0.03..?? ， ??8。
2?9.810.12?9.812?9.81??
即流体的流量为0.019m2223s,68.9m23h局部阻力糸数为8。
2 2、 （1）、V?K.A.? 2.4?K.30.30?60 K?3.56?10 V?3.2?10.?
'231221' （2）、V?K.A.??V V?1.7m
22 （3）、V''2?3?6m2s
''2?2K.A2.? ，
V2?2K.A2.??2?3.56?10?6?302.2?3600 V''?6.8m3。
3、 G1C1?T1?T2?= ，G2?32Kgs
?t?42.50C A?G2C2?t2?t1?/K.?t=39.4m2。 n?167. 即冷却水的流量为32Kgs和管子根数为167根。
2
试题二 二：问答题（30分）
1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进行热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2，壁表面温度分别为T'
和t'，若t'〈T'，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？ 三：计算题（50分） 1、流量为5000m3
h的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。
3现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少mh（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。
？
2、泵将200C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为
?98?4mmm的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到 管出口的距离为10m，其中流量为35m3h。（已知：p0?1atm，
??0.02,Hs?3.0m,N电?2Kw,?电?0.94）.(200C时水，??1000Kg??1.24?10?3m3，
)
mm2 求：忽略动压头，求泵的安装高度？ 泵的轴功率和效率？
3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为?25?2.5mm，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度460C降至100C。CS2走管外，其流量为G1?0.07Kgs，其冷凝潜热为356Kj，比热为1.05Kw0。水走管内，且与CS2成逆流流KgKg.C2N.s，p?2.4?10N03动。冷却水的进出口温度分别为50C和300C。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为K1?2000W20和K2?100W20。问
m.Cm.C此换热器是否造适用？
4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取80C，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？
（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？
3
查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C，汽化潜热为2354.9Kj 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.20C
查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.80C 试题二的答案 二：问答题
1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Re?2000，为层流，当Re?4000为湍流。
Kg
2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此
薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。
3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机
结构更为合理。
4、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不
相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（500C以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。
r''.T?t.lnr12?.L.?.T'?t'2?.L.?.T'?t5、 Q?= t?T'?
r2rr2lnlnlnr1r1r1三：计算题
??????3 1、 设接平行管道后，总流量为Vm。 3
33 二平行管流量为Vm和Vm。
hh12
板努利方程：
u32p3u12p1 ???hf1 ??
2?2?
22ppu3u2 ?2??hf2 ?3? 2?2? 总压降相同得：
lu2l3u32l1u12? ?1.. ?3..=?..，
d2d2d21 ?1??2??3??，l1?l2?l3?1l。u1?u3
22388u V'?V?6330m u3?。h55V35??1.53m。 2、u1?s1?.d21.?.0.092.360044 u2?1.53m。
sh 1
1 3 2 图2-1
2 2 10m 1 图2-2
4