1、1 .某 工 业 废 气 中 含 有 氨 ， 拟 采 用 吸 收 法 进 行 预 处 理 。 根 据 你 所 学 的 知识 ， 分 析 提 高 氨 去 除 效 率 的 方 法 和 具 体 措 施 。 采 用 吸 收 能 力 较 强 的 洗 液 ， 如 酸 性 溶 液 。 可 采 用 喷 雾 等 方 法 增 大 接 触 面 积 适 当 增 加 压 强 加 快 废 气 流 速 ， 加 强 扰 动 逆 向 流 动 2 .为 什 么 多 孔 材 料 具 有 保 温 性 能 ？ 保 温 材 料 为 什 么 需 要 防 潮 ？多 孔 材 料 的 空 隙 中 保 留 大 量 气 体 ， 气 体 的 导 热
2、系 数 小 ， 从 而 起 到 保 温 效果 。 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 .气 温 下 降 ， 应 添 加 衣 服 ， 把 保 温 性 能 好 的 衣 服 穿 里 面 好 ， 还 是 穿 外面 好 ？ 为 什 么 ？把 保 温 好 的 衣 服 穿 里 面 好 ， 因 为 保 温 好 的 衣 服 导 热 系 数 小 ， 穿 在 里 面 ，热 阻 大 ， 热 损 失 小 。 4 .根 据 传 热 机 理 不 同 ， 热 的 传 递 主
3、要 有 那 几 种 方 式 ？ 并 简 要 分 析 其 传热 机 理 。 热 传 导机 理 ： 通 过 物 质 的 分 子 、 原 子 和 电 子 的 振 动 、 位 移 和 相 互 碰 撞 发 生 的 热量 传 递 过 程 。 对 流 传 热机 理 ： 液 体 中 质 点 发 生 相 对 位 移 而 引 起 的 热 量 的 传 递 过 程 ， 仅 发 生 在 液体 和 气 体 中 。 通 常 认 为 是 流 体 与 固 体 壁 面 之 间 的 热 传 递 过 程 。 辐 射 传 热机 理 ： 物 体 由 于 热 的 原 因 而 发 生 辐 射 能 的 过 程 （ 通 过 电 磁 波 来 传
4、递 能量 ） 。传 热 距 离 越 大 ， 传 热 壁 面 和 导 热 系 数 越 小 ， 则 导 热 系 数 热 阻 越 大 ， 热 传导 速 率 越 小 ， 方 程 中 ， d aitaT为 传 热 的 推 动 力 传 热 速 率 =传 热 推 动 力 /导热 热 阻 q =Q/A=d aitaT/r5 .传 质 机 理 包 含 哪 几 种 ？ 并 用 公 式 写 出 费 克 定 律 及 费 克 定 律 的 普 通 表达 形 式 。传 质 机 理 包 含 分 子 扩 散 和 涡 流 扩 散 。管 路 中 流 量 和 阻 力任 何 局 部 部 位 的 阻 力 变 化 都 将 影 响 到 整
5、个 流 动 系 统 ， 若 某 处 局 部 变 大 ，则 其 上 、 下 游 流 量 均 减 小 ， 上 游 压 力 变 大 ， 下 游 压 力 变 小 。 反 之 ， 若 阀门 开 大 ， 则 其 上 、 下 游 流 量 变 大 ， 上 游 压 力 变 小 ， 下 游 压 力 变 大 。 换 热 器按 换 热 器 的 用 途 分 为 加 热 器 、 预 热 器 、 过 热 器 、 蒸 发 器 、 再 沸 器 、 冷 却器 、 冷 凝 器 。按 照 冷 、 热 流 体 热 量 交 换 的 原 理 和 方 式 ， 可 将 换 热 器 分 为 间 壁 式 。 直 接接 触 和 蓄 热 式 三 种
6、， 其 中 间 壁 式 换 热 器 应 用 最 普 遍 。 根 据 间 壁 式 换 热 器换 热 面 的 形 式 ， 可 将 其 分 为 管 式 换 热 器 、 板 式 换 热 器 和 热 管 换 热 器 。膜 分 离膜 分 离 是 以 具 有 选 择 透 过 性 功 能 的 薄 膜 为 分 离 介 质 ， 通 过 膜 两 侧 施 加 一种 或 多 种 推 动 力 ， 使 原 料 中 的 某 组 分 选 择 性 地 优 先 通 过 膜 ， 从 而 达 到 混合 物 分 离 和 产 物 的 提 取 、 浓 缩 、 纯 化 等 目 的 。微 滤 、 超 滤 、 纳 滤 与 反 渗 透 都 是 以
7、压 力 差 为 推 动 力 的 膜 分 离 过 程 。膜 是 膜 分 离 的 核 心 。 根 据 膜 的 性 质 、 来 源 、 相 态 、 材 料 、 用 途 、 形 状 、分 离 机 理 、 结 构 、 制 备 方 法 等 的 不 同 ， 膜 有 不 同 的 分 类 方 法 。1 按 分 离 机 理 ： 主 要 有 反 应 膜 、 离 子 交 换 膜 、 渗 透 膜 等2 按 膜 的 性 质 ： 主 要 有 天 然 膜 （ 生 物 膜 ） 和 合 成 膜 （ 有 机 膜 和 无 机膜 ）3 按 膜 的 形 状 ： 有 平 板 膜 、 管 式 膜 和 中 空 纤 维 膜4 按 膜 的 结 构
8、 ： 有 对 称 膜 、 非 对 称 膜 和 复 合 膜 1 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 ？ （ 4 分 ）（ 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 。 2 为 减 少 室 外 设 备 的 热 损 失 ， 在 保 温 层 外 包 一
9、 层 金 属 皮 ， 一 般 会 采 用表 面 光 滑 、颜 色 较 浅 的 材 料 ， 试 说 明 原 因 。 （ 4 分 ）（ 1 ） 表 面 光 滑 ， 减 小 对 流 传 热 系 数 ， 减 少 对 流 热 损 失 。（ 2 ） 颜 色 较 浅 ， 辐 射 能 力 弱 ， 减 小 辐 射 热 损 失 。3 有 一 转 子 流 量 计 ， 原 来 用 钢 制 转 子 ， 现 改 用 形 状 相 同 的 塑 料 转 子 代替 ， 此 时同 刻 度 下 的 流 量 如 何 变 化 ？ 为 什 么 ？ （ 4 分 ）流 量 变 小 ； 写 出 公 式 4 三 层 圆 筒 壁 热 传 导 过 程
10、 中 ， 最 外 层 的 导 热 系 数 小 于 第 二 层 的 导 热 系数 ， 两 层厚 度 相 同 。 在 其 它 条 件 不 变 时 ， 若 将 第 二 层 和 第 三 层 互 换 ， 则 导 热 量 如何 变 化 ？若 内 层 温 度 高 于 环 境 温 度 ， 则 第 二 层 和 第 三 层 间 的 截 面 温 度 如 何 变 化 ？请 简 单 说明 原 因 。 （ 4 分 ） 、导 热 量 减 小 ， 因 为 总 热 阻 增 加 ； 内 层 温 差 增 加 或 外 层 温 差 减 小 。 因 为 没有 给出 内 外 温 度 的 高 低 ， 所 以 答 出 温 差 变 化 即 可6
11、 已 知 分 子 扩 散 时 ， 通 过 某 一 截 面 的 组 分 A的 传 质 通 量 、 分 子 扩 散 通量 和 总 物质 通 量 分 别 为 NA， NA,D， NM。 在 以 下 两 种 情 况 下 ， 分 别 在 括 号 内 填写 “ ”或 “ ”或 “ ”， 表 示 出 三 者 的 关 系 。 （ 3 分 ）（ 1 ） 等 分 子 反 向 扩 散 时 ： NA,D（ ） NA （ ） NM （ ） 0（ 2 ） A组 分 单 向 扩 散 时 ： NM （ = ） NA （ ） NA,D （ ） 07 流 体 在 直 管 内 流 动 时 ， 同 时 发 生 传 质 过 程 。 当
12、 流 速 增 加 致 使 流 态 有层 流 变 为湍 流 时 ， 对 流 动 阻 力 和 传 递 阻 力 产 生 什 么 影 响 ？ 当 流 体 流 过 弯 管 时 ， 对流 动 阻 力和 传 递 阻 力 产 生 什 么 影 响 ？ （ 4 分 ）（ 1 ） 湍 流 边 界 层 减 小 ， 速 度 梯 度 大 ， 摩 擦 力 大 ； 分 子 传 递 厚 度 减 小 ，传 递 阻力 减 小 ， 速 率 增 大 。（ 2 ） 弯 管 处 产 生 环 流 ， 扰 动 剧 烈 ， 摩 擦 力 增 大 ， 利 于 传 热 。1 某 一 双 池 塘 系 统 如 图 所 示 。 上 游 流 量 为 1 0
13、1 0 4 m3 /d ， 其 中 有 机 物 浓度 为2 0 mg /L。 第 一 个 池 塘 的 容 积 为 5 .0 1 0 4 m3 ， 第 二 个 池 塘 的 容 积 为3 .0 1 0 4m3 。 有 一 股 流 量 为 1 1 0 4 m3 /d 的 污 水 进 入 第 一 个 池 塘 ， 有 机 物 浓 度 为1 2 0 mg /L。 有 机 物降 解 符 合 一 级 反 应 动 力 学 ， 降 解 速 率 常 数 为 0 .3 0 d 1 。 不 考 虑 蒸 发 、 渗漏 或 降 雨 等 因 素 ， 假 设 每 一 个 池 塘 都 呈 完 全 混 合 状 态 ， 求 稳 定
14、状 态 下 每个 池 塘 出 水 的 有 机 物 浓 度 。 （ 1 0 分 ）1 解 ： 取 池 塘 1 为 恒 算 系 统 ， 稳 态 下 ， 积 累 量 为 01 0 1 0 4 2 0 1 1 0 4 1 2 0 1 1 1 0 4 1 0 .3 5 1 0 4 01 2 5 .6 0 mg /L再 取 池 塘 21 1 1 0 4 1 1 1 1 0 4 2 3 1 0 4 0 .3 2 0 2 2 3 .6 6 mg /L5 在 一 逆 流 操 作 的 列 管 式 换 热 器 中 用 水 将 油 冷 却 ， 换 热 器 管 束 由2 5 2 .5 mm 的 钢 管 组 成 ， 油
15、的 比 热 为 2 .5 k J/(k g )， 油 走 管 间 ， 流 量为 5 0 0 0 k g /h , 温 度 从 1 0 0 冷 却 至 6 5 ， 水 走 管 内 ， 温 度 从 2 0 升 至4 5 ， 油 和 水 的 对 流 给 热 系 数 分 别 为 5 0 0 W/(m2 K)和 2 0 0 0 W/(m2 K)。 如 果 忽 略 污 垢 热 组 ， 求 总 传 热 系 数 K和 所 需 的 传 热 面 积 A； 该 换 热 器 使 用 一 年 后 ， 有 油 垢 和 水 垢 生 成 ， 设 油 垢 和 水 垢 的 热 阻 分别 为 0 .0 0 0 2 m2 K/W和
16、0 .0 0 0 2 5 m2 K/W， 求 此 时 的 总 传 热 系 数 K和 所 需的 传 热 面 积 A。 若 要 提 高 K值 ， 应 采 取 什 么 措 施 ？ （ 1 5 分 ）（ 1 ） 因 为 为 逆 流 操 作 ， 所 以 有T1 5 5 ， T2 4 5 Tm 4 9 .8 3 2 对 于 总 传 热 系 数 K有 1 /K=1 /a油 +1 /a水 .A1 /A2代 入 数 据 得K 3 8 0 .9 5 W/(m2 K)又 有 Q KATm Cp q mT油代 入 数 据 得 A 6 .4 0 m2 （ 2 ） 对 于 总 传 热 系 数 K有 1 /K=1 /a油
17、+1 /a水 .A1 /A2 +rs油 +rs水 A1 /A2代 入 数 据 得K 3 1 8 .7 3 W/(m2 K)同 时 有 Q KATm Cp q mT油代 入 数 据 得 A 7 .6 5 m2 （ 3 ） 提 高 K 值 ， 应 在 油 侧 加 装 翅 片 ， 增 大 传 热 面 积 ， 并 应 注 意 清 除表 面 污垢 。边 界 层进 口 段 长 度 ： 层 流 le/d =0 .0 5 7 5 Re 湍 流 约 为 5 0 倍 管 径 。边 界 层 厚 度 约 在 1 0 的 负 三 m的 量 级边 界 层 分 离 产 生 条 件 ： 存 在 黏 性 作 用 和 逆 压 梯
18、 度层 流 较 湍 流 易 发 生 ： 湍 流 的 分 离 点 靠 后 ， 尾 流 区 小 。 传 热 速 率 影 响 因 素1 物 性 特 征 ： 流 体 的 物 性 将 影 响 传 热 。 通 常 情 况 下 ， 流 体 的 密 度 或 比 热 Cp 越 大 ， 流 体 与 壁 面 间 的 传 热 速 率 越 大 ， 导 热 系 数 越大 ， 热 量 传 递 越 迅 速 ； 流 体 的 黏 度 越 大 ， 越 不 利 于 流 动 ， 因 此会 削 弱 流 体 与 壁 面 的 传 热 。2 几 何 特 征 ： 这 类 因 素 包 括 固 体 壁 面 的 形 状 、 尺 寸 、 方 位 、 粗 糙度 、 是 否 处 于 管 道 进 口 段 ， 以 及 是 弯 管 还 是 直 管 。 这 些 因 素 影 响流 体 的 流 动 状 态 或 流 体 内 部 的 速 度 分 布 ， 因 而 影 响 传 热 。3 流 动 特 征 ： 流 动 特 征 包 括 流 动 起 因 （ 自 然 对 流 Q无 相 变 Q） 以 及 流 体 对 流 方 式 （ 并 流 、 湍 流 、错 流 ）
