环境工程原理复习资料

第I篇 环境工程原理基础

第一节 常用物理量

（1）什么是换算因数？英尺和米的换算因数是多少？

（2）什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？ （3）质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的 应用实例。

（4）大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓 度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。 （5）平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为 经济的流速范围为多少？ 第二节 质量衡算

（1）进行质量衡算的三个要素是什么？ （2）简述稳态系统和非稳态系统的特征。

（3）质量衡算的基本关系是什么？

（4）以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？

（5）对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？ 第三节 能量衡算

（1）物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？ （2）什么是封闭系统和开放系统？ （3）简述热量衡算方程的涵义。

（4）对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？ （5）对于不对外做功的开放系统，系统能量变化率可如何表示？

第一节 管道系统的衡算方程

（1）用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变化？ （2）当布水孔板的开孔率为30％时，流过布水孔的流速增加多少？

（3）拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系，试简述这种关系，并说明该方程的适用条件。

（4）在管流系统中，机械能的损耗转变为什么形式的能量？其宏观的表现形式是什么？ （5）对于实际流体，流动过程中若无外功加入，则流体将向哪个方向流动？ （6）如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率？

（7）简述层流和湍流的流态特征。

（8）什么是“内摩擦力”？简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 （9）流体流动时产生阻力的根本原因是什么？

（10）什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力？牛顿型流体有哪些？ （11）简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。 第三节 边界层理论

(1)什么是流动边界层？边界层理论的要点是什么？

(2)简述湍流边界层内的流态，以及流速分布和阻力特征。

(3)边界层厚度是如何定义的？简述影响平壁边界层厚度的因素，并比较下列几组介质沿平壁面流动时，哪个边界层厚度较大：

a.污水和污泥；b.水和油；c.流速大和流速小的同种流体 (4)为什么管道进口段附近的摩擦系数最大？

(5)简述边界层分离的条件和过程。流体沿平壁面的流动和理想流体绕过圆柱体流动时是否会发生边界层分离？

(6)当逆压梯度相同时，层流边界层和湍流边界层分离点的相对位置如何?请解释其原因。 第四节 流体流动的阻力损失

(1)简述运动中的物体受到阻力的原因。流线形物体运动时是否存在形体阻力？ (2)简述流态对流动阻力的影响。

(3)分析物体表面的粗糙度对流动阻力的影响，举应用实例说明。

(4)不可压缩流体在水平直管中稳态流动，试分析以下情况下，管内压力差如何变化： a.管径增加一倍；b.流量增加一倍；c.管长增加一倍。 (5)试比较圆管中层流和湍流流动的速度分布特征。

(6)试分析圆管湍流流动的雷诺数和管道相对粗糙度对摩擦系数的影响。

第四章 热量传递

第一节 热量传递的方式

(1)什么是热传导？

(2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。

(3)简述辐射传热的过程及其特点。

(4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 (5)若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？

第二节 热传导

(1)简述傅立叶定律的意义和适用条件。

(2)分析导温系数和导热系数的涵义及影响因素。

(3)为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？

(4)当平壁面的导热系数随温度变化时，若分别按变量和平均导热系数计算，导热热通量和平壁内的温度分布有何差异。

(5)若采用两种导热系数不同的材料为管道保温，试分析应如何布置效果最好。 第三节 对流传热

(1)简述影响对流传热的因素。

(2)简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。

(3)为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强？

(4) 传热边界层的范围如何确定？试分析传热边界层与流动边界层的关系。

(5)试分析影响对流传热系数的因素。

(6) 分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系，若要提高对流传热系数，采取哪种措施最有效？

(7)流体由直管流入短管和弯管，其对流传热系数将如何变化？为什么？

(8)什么情况下保温层厚度增加反而会使热损失加大？保温层的临界直径由什么决定？ (9)间壁传热热阻包括哪几部分？若冷热流体分别为气体和液体，要强化换热过程，需在哪一侧采取措施？

(10)什么是传热效率和传热单元数？ 第四节 辐射传热

(1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 (2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 (3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。

(4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。

(5)简述气体发射和吸收辐射能的特征，分析温室效应产生的机理。 第五节 换热器

(1)简述换热器的类型。

(2)什么是间壁式换热器，主要包括哪几种类型？

(3)列管式换热器式最常用的换热器，说明什么是管程、壳程，并分析当气体和液体换热时，气体宜通入哪一侧？

(4)简述增加传热面积的方法。

(5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。

第五章 质量传递

第二节 质量传递的基本原理

1)什么是分子扩散和涡流扩散？

(2)简述费克定律的物理意义和适用条件。

(3)简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。

(4)对于双组分气体物系，当总压和温度提高1倍时，分子扩散系数将如何变化？ (5)分析湍流流动中组分的传质机理。 第三节 分子传质

(1)什么是总体流动？分析总体流动和分子扩散的关系。

(2)在双组分混合气体的单向分子扩散中，组分A的宏观运动速度和扩散速度的关系？ (3)单向扩散中扩散组分总扩散通量的构成及表达式。

(4)简述漂移因子的涵义。

(5)分析双组分混合气体中，当NB=0、 NB=－NA及NB=－2NA时，总体流动对组分传质速率的影响。

第四节 对流传质

(1)简述对流传质的机理和传质阻力的分布。

(2)传质边界层的范围如何确定？试分析传质边界层与流动边界层的关系。 (3)为什么流体层流流动时其传质速率较静止时增大？

(4)虚拟膜层的涵义是什么？试比较对流传质速率方程和费克定律的异同。 (5)比较对流传热和对流传质的区别。为什么对流传质存在两种情况？ (6)简述影响对流传质速率的因素和强化传质的措施。

第六章 沉降

第一节 沉降分离的基本概念

(1)简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。

(2)简要说明环境工程领域哪些处理单元涉及沉降分离过程。 (3)颗粒的几何特性如何影响颗粒在流体中受到的阻力？

(4)不同流态区，颗粒受到的流体阻力不同的原因是什么？

(5)颗粒和流体的哪些性质会影响到颗粒所受到的流体阻力，怎么影响。 第二节 重力沉降

(1)简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。

(2)层流区颗粒的重力沉降速度主要受哪些因素影响？

(3)影响层流区和湍流区颗粒沉降速度的因素有何不同，原因何在？ (4)流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么？

(5)列出你所知道的环境工程领域的重力沉降过程。 第三节 离心沉降

(1)简要分析颗粒在离心沉降过程中的受力情况。 (2)比较离心沉降和重力沉降的主要区别。

(3)同一颗粒的重力沉降和离心沉降速度的关系如何？ (4)简要说明旋风分离器的主要分离性能指标。 (5)标准旋风分离器各部位尺寸有什么关系？

第四节 其他沉降

(1)电沉降过程中颗粒受力情况如何，沉降速度与哪些因素有关？ (2)简述电除尘器的组成和原理。 (3)电除尘器的优点是什么？

(4)惯性沉降的作用原理是什么，主要受哪些因素的影响？ (5)惯性沉降应用的优缺点是什么？

(6)环境工程领域有哪些电除尘和惯性除尘过程？

第七章 过滤

第一节 过滤操作的基本概念

(1)过滤过程在环境工程领域有哪些应用？

(2)环境工程领域中的过滤过程，使用的过滤介质主要有哪些？ (3)过滤的主要类型有哪些？

(4)表面过滤和深层过滤的主要区别是什么？

第二节 表面过滤的基本理论

(1)表面过滤的过滤阻力由哪些部分组成？

(2)表面过滤的过滤速度与推动力和阻力的关系如何表示？ (3)过滤常数与哪些因素有关？

(4)哪些因素影响滤饼层比阻？

(5)过滤介质的比当量滤液量的物理意义是什么？

(6)恒压过滤和恒速过滤的主要区别是什么？

(7)如何通过实验测定过滤常数、过滤介质的比当量滤液量和压缩指数？ (8)洗涤过程和过滤过程有什么关系？

(9)间歇式过滤机和连续式过滤机的相同点和不同点是什么？ 第三节 深层过滤的基本理论

(1) 混合颗粒和颗粒床层有哪些主要的几何特性？

(2)混合颗粒的平均粒径和颗粒床层的当量直径如何定义？

(3)流体通过颗粒床层的实际流速与哪些因素有关，与空床流速是什么关系？ (4)深层过滤的过滤速度与推动力和阻力的关系如何表示？ (5)悬浮颗粒在床层中的运动包括哪些主要行为？

(6) 流体在深层过滤中的水头损失如何变化，主要存在哪些变化情况？ (7) 如何防止滤料表层的堵塞，为什么？

第八章 吸收

第一节 吸收的基本概念

(1)简述吸收的基本原理和过程。 (2)吸收的主要类型有哪些？

(3)环境工程领域有哪些吸收过程？

(4)利用吸收法净化气态污染物的特点有哪些？ 第二节 物理吸收

(1)亨利定律有哪些表达形式，意义如何，常数之间的关系如何？ (2)如何通过相平衡曲线判断传质方向，其物理意义何在？ (3)举例说明如何改变平衡条件来实现传质极限的改变。 (4)吸收过程有哪几个基本步骤？

(5)双膜理论的基本论点是什么？

(6)吸收速率与传质推动力和传质阻力的关系，有哪些表达形式？ (7)吸收的传质阻力由哪几个部分组成，如何表示，关系如何？ (8)简要说明气体性质对传质阻力的影响，并举例说明。 第三节 化学吸收

(1) 化学吸收与物理吸收的主要区别是什么？ (2) 化学反应对吸收过程有哪些影响？

(3) 如何联系化学吸收的气液平衡和化学反应平衡？ (4) 如何解释化学吸收中传质速率的增加？ (5) 化学反应速率的不同如何影响化学吸收？ (6) 化学吸收的适用范围是什么？ 第四节 吸收设备的主要工艺计算

(1)吸收塔中气液两相的流动方式有几种，各有什么优缺点？ (2)板式塔和填料塔的主要区别是什么？

(3)画图说明并流和逆流操作线和平衡线的不同？

(4)最小吸收剂用量如何确定，吸收剂用量的确定应遵循什么原则？ (5)总体积传质系数的物理意义是什么？

(6)传质单元的意义是什么，传质单元数和传质单元高度与哪些因素有关？ (7)吸收过程计算的基本关系式有哪些？

第九章 吸附

第一节 吸附分离操作的基本概念 (1)简述吸附分离的基本原理。

(2)简要说明吸附根据不同的分类方法可以分为哪些类型。 (3)吸附在环境工程领域有哪些应用，举例说明。 第二节 吸附剂

(1)常用的吸附剂有哪些？

(2)吸附剂的主要特性是什么？

(3)简述几种吸附剂的制备、结构和应用特性：活性炭、活性炭纤维、碳分子筛、硅胶、活性氧化铝和沸石分子筛。

第三节 吸附平衡

(1)吸附平衡是如何定义的，平衡吸附量如何计算？

(2)环境条件如何影响吸附平衡？

(3)等温吸附线的物理意义是什么，温度对吸附是如何影响的？

(4)Freundlich方程的形式和适用范围，方程式中的常数如何求解？

(5)Langmuir方程的基本假设是什么，方程的形式和适用范围，方程式中的常数如何求解？ (6)BET方程的物理意义是什么？

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