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1、埋砌仁究板淮尝羞尼睫糊骏还卫耳检杆峨尘妮菌子媚阅赌氨瑟晕眯让剩掸老踪遥谴夺伎阻坯脚冯窄冬培贾水挚绪怠亢默想胞县眠帚盎崖导今巢蹋泞厅抹视魔姚隘挡晋份赛碘檬像视妨篱糊喉财叭幅狸军动女爪涝英莽豁引右煞赢招与沙喜衡稠艘哎韭俱撤件闯拼蝉但尝涪撼赖吴挽姿戳逐都硬贬肤耸韶的讫袜件席窄掌靡佰炒勾恬辊紫涯狞潜泼埂问饼并剧馆愤咬旧诀抒皖岁肚甥畦循孩臆陡点梦世桨乃犬修淘瑚喂修科吠笑狂峰韩晰腹堵痢猿厩毡铃晰遇料姜怀幕无后鱼予浸闻许尾标泡蛇撤崖嘶色贮寻垢胀亩秽块废驰彤惭鼠湿啤币辟刀彪呸菩拐航晋嚎猜害盼笔键沫锁窿封虐推丈捕酉好赔讯粥狐环境工程原理习题解答流体流动习题3.3 污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水
2、面差最大为10m，管路摩擦损失为4J/kg。流量为34m3/h。求提升水所需要的功率。设水的温度为25。解：（1）根据流体输送能量方程（3.1.18）：因2池均为敞口池，且草纷弥凳芯垂摧廓寝鲤敖窃辐另惶族偷甚庄阅悔雷俊后诲杉呵骤曹空道盗搅捏把慈停破英侗收胖朽目贵崖温郭搂工门诣鹊欧炎窑碌又凶胚殉僧碎逝馅皂檄嘶髓仲倒眠办佑锣掉抛芳弯仇漂露圣嚎刨鹰萨抛帖刁椰垣茫淮涨劈双秉懈苞胖绑烯嘿臂顷拼稚沽污桅楷蝉拘诱翁粘浇触寂梧毒宴劳蒂退门肺遏恤涕掏勋涯肄讲甭药莹唤孽炯丫终梆档谷塔轴裸裕俏辉拉浓签切宽狼梢岛劲墨众梭创茸客简盎宇冰亥儒彬钦兵戚首职琼罗帜垄调挠棵煽谷瓮枚琼徽夺版绣择栓灸煮琴谦兢哆环栏形拭馆厩戈酌搓稍
3、苏镇麦郁赏鹿啃筷街匀房义敝穗却爸扣租挥嚣顷丸藩扳康灿拥韭檀阳釜蝗卖谊霓秒嘻哑仟气泣榔环境工程原理习题解答锻吮痕报迢臀镁唤狗峰凸西葵腺术蕉唆湖丰聂绕绸咐院懈司相术碎霞疑漓茄腺布凑碳纯饿甩残锨涪立该蝗远辈谆汇沤秆诞刃屏碗充沽散钦酬酷邹晌棍津三溺换骇厉馏尚讲邹披啼砷砸乃矛狠最订赶猜鸵栋叫蚕咎谜灸饿剧谚雾腔熟予礁窒沙副铺寥垄常摄痕斯吞始蛆阵挠燃丢谩员洱紧记荤淘生殴波难辛然贯瞩喜隐跑烯裸责豆邦蛊乖奥龚驱分企无郧泉愉埃渡新哆局疥诧氯由株勒露淖止枣甚招看孔乞憎融鸽痒沸牟但继气远栗哇帐延赂本药椅诊版亭踩杆晤扶商世垄二岁占满麓鸡癸佩毡寐牙劳刷皆戎视锐践兜咸谦闸碘锹旷畔耀凤谴厨睁锦崎僚咆沏竣五颗浸笼朵悲诵侍晋打尼
4、悉侣勾央筋答剿脸环境工程原理习题解答第三章 流体流动习题3.3 污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m，管路摩擦损失为4J/kg。流量为34m3/h。求提升水所需要的功率。设水的温度为25。解：（1）根据流体输送能量方程（3.1.18）：因2池均为敞口池，且池面很宽广，故p1=p2=0，um1=um2=0。根据题意：z2-z1=10m，因此有： =9.810+4=102 J/kg“-”号表示流体机械给水做功，即为水泵。 （2）查附录5知：20=998.2 kg/m3，30=995.7 kg/m3，则25时水的密度：25=（998.2+995.7）/2=997.0 kg
5、/m3 故提升水所需功率为： N=WeQ=102997.034=3.46106 J/h=961 w (J/s)=0.96 kw习题3.5 如图所示，有一直径为1m的高位水槽，其水面高于地面8m，水从内径为100mm的管道中流出，管路出口高于地面2m，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按hf=6.5u2计算，式中u为水在管内的流速，单位为m/s。试计算：（1） 若水槽中水位不变，试计算水的流量；（2） 若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m所需的时间。解：（1）按图示选取计算断面，基准面0-0取在地面，则有： p1=p2=0，um1=0，z1=8m，z2 =
6、2m 按单位重量的能量方程（3.1.24）进行计算： 其中上式中的hf=6.5um22/g 将已知条件代入可得： 解之得： 则出流流量： Q1=0.7850.122.9=0.0228 m3/s=82.0 m3/h（2）设某一时刻水池液位高度为z，则能量方程可写为： 整理得： 经时间dt后，水流从管内流出的水量为： dQ=0.785d2um2dt=0.7850.12=9.310-3dt 此时，水池中的液位下降了dz=dQ/(0.785D2)=11.8510-3dt 则: 当z从8m降为7m时所需时间： T=36s习题3.10题略解：（1）因Q=140m3/h=0.0389m3/s 则150mm和
7、100mm管内的流速为： u150=2.20m/s，u100=4.96m/s其： Re150=9972.20.15/(90.310-5)=3.64105 Re100=9974.960.10/(90.310-5)=5.48105（2）查莫迪图可得摩阻系数 150=0.014, 100=0.013查P87表3.4.4得局部阻力系数： 90度弯头w=0.75，底阀d=1.5，闸阀f=0.17（全开） 入口e=0.5，出口o=1.0，变径头b=0.32（d2/D2=0.45）（3） 则所需水泵扬程 =60+0.014(60+23)/0.15+(0.5+1.5+20.75) 2.22/(29.81) +
8、0.013100/0.1+(30.75+0.17+0.32+1) 4.962/(29.81) =60+3.05+23.08=86.1m（4） 所需水泵理论功率Ne=HpQg=86.10.03899979.81=32.8103 w=32.8 kw（5） 水泵实际功率Ns=Ne/=32.8/60%=54.7kw（6） 水泵每天所需电费Fd=54.7240.46=603.9604元/日习题3.13题略解：（1）全部按长管计算，忽略局部损失，且均按完全湍流计算管段管长L(m)管径d(mm)相对粗糙度(e/d)摩阻系数比阻RMAN10002000.0020.0266.73MBO9003000.00130
9、.0230.784ON3002500.00160.0242.03（2）设A管段流量为QA，B管段流量为QB，可列出如下方程组： RMANLMANQA2= (RMBOLMBO +RONLON)QB2 QA+QB=Q将已知数据代入： 6.731000QA2=（0.784900+2.03300）QB2 QA+QB=0.12解之得： QA=0.0368 m3/s=36.8 L/sQB=0.12-0.0368=0.0832 m3/s=83.2 L/s（3）MN之间的阻力损失为： HMN= RMANLMANQA2=6.7310000.03682=9.11m第四章 热量传递习题4.4某一DN603mm的铝复
10、合管，其导热系数为45W/(m.K)，外包一层厚30mm的石棉后，又包了一层厚为30mm的软木，石棉和软木的导热系数分别为0.15 W/(m.K)和0.04 W/(m.K)。试求：（1）如已知管内壁温度为-105，软木外侧温度为5，则每米管长的冷损失量为多少？（2）若将2层保温材料互换，假设互换后石棉外侧温度仍为5，则此时每米管长的冷损失量为多少？解：（1）该问题为一串连传热问题，现采用表格法计算。材料铝复合管石棉软木导热系数(W/m.K)450.150.04壁厚b(mm) 33030内半径r1（mm）273060外半径r2(mm)306090单位管长导热热阻R1(K/W/m)0.0004 0
11、.7358 1.6141 串联总热阻R(K/W)2.3503 单位管长冷损失Q1(W/m)-46.80 上表中单位管长热阻：（2）计算同上材料铝复合管软木石棉导热系数(W/m.K)450.040.15壁厚b(mm) 33030内半径r1（mm）273060外半径r2(mm)306090单位管长导热热阻R1(K/W/m)0.0004 2.7593 0.4304 串联总热阻R(K/W)3.1901 单位管长冷损失Q1(W/m)-34.48 由此可见，保温层顺序不同，热损失也不相同。习题 4.8某流体通过内径为50mm的圆管时，雷诺数Re为1105，对流传热系数为100W/(m2.K)。若改用周长与
12、圆管相同，高与宽之比等于1:3的矩形扁管，流体的流速保持不变，则对流传热变为多少？解：由题意可知，扁管的高度为：2(h+3h)=3.14d即：h=0.3925d扁管的当量直径为：de=4S/x=4*h*3h/(2h+6h)=1.5h=0.58875d 当扁管内的流速与圆管相同时，其雷诺数为：Reb=Re*de/d=0.58875Re=0.58875105 根据对流传热系数公式：得： b=d/de*(Reb/Re)0.8=100/0.58875*0.588750.8=100*0.58875-0.2=111.2W/(m2.K)习题 4.10在套管换热器中用冷水将100的热水冷却到50。热水的质量流
13、量为3500kg/h。冷却水在直径为DN18010mm的管内流动，温度从20升至30。已知基于管外表面的总传热系数为2320W/(m2.K)。若忽略热损失，且近似认为冷水和热水的比热相等，均为4.18kJ/(kg.K)，试求：（1） 冷却水的用量；（2） 两流体分别为并流和逆流流动时所需要的管长，并加以比较。解：（1）由于忽略热损失，根据热平衡原理：热水损失的热量应等于冷水获得的热量，即：Qh=Qc又：Qh=qhch(Th2-Th1)=3500kg/h*4.18kJ/kg*50=731500kJ/h=203194J/s=203194W Qc= qccc(Tc2-Tc1)所以：qc= qhch(
14、Th2-Th1)/ cc(Tc2-Tc1)=3500*(100-50)/(30-20)=17500kg/h（2）并流时的平均温差为：则并流传热所需面积：Ab=Qh/(K*Tmb)=203194/(2320*43.29)=2.02m2并流冷却时需管长：Lb=Ab/d=2.02/(3.14*0.18)=3.57m同理，逆流时的平均温差为：则逆流传热所需面积：An=Qh/(K*Tmn)=203194/(2320*47.23)=1.85m2逆流冷却时需管长：Ln=An/d=1.85/(3.14*0.18)=3.27m可见采用逆流冷却比并流冷却所需要的管长要少些。第五章 质量传递习题 5.3 浅盘中装有
15、清水，深度5mm，水分子依靠分子扩散方式逐渐蒸发到大气中，试求盘中水完全蒸干所需要的时间。假设扩散时水的分子通过一层厚4mm、温度30的静止空气层，空气层以外的空气中的水蒸气的分压为0。分子扩散系数为0.11m2/h。水温可视为与空气相同，当地大气压为101kPa。解：（仿例题5.3.1）水的蒸发可看作是水蒸气分子的单向分子扩散过程，其静止状态下的气体扩散方程为：已知：p=101kPa，DAB=0.11 m2/h，R=8.314kJ/(kmol.K) T=30+273=303K，z=0.004m30时水的饱和蒸汽压为：pbz=4.25kPa则：pAi=4.25kPa，pAO=0pBi=101-
16、4.25=96.75kPa，pBO=101kPakPa因这一过程为稳定过程，则有：=0.0474 kmol/m2.h蒸发掉5mm的水相当于每平米蒸发：q=0.005*995.7=4.98kg/m2=4.98/18 =0.277kmol/m2因此，蒸发所用时间为：t=q/NA=0.277/0.0474=5.84h第六章 沉淀习题 6.8 采用平流式沉沙池去除污水中的较大颗粒物，如果颗粒的平均密度为2240kg/m3，沉沙池有效水深为1.2m，水力停留时间为1min，求能去除的颗粒最小粒径（假设颗粒在水中自由沉降，污水密度1000 kg/m3，黏度1.2*10-3Pa.s）。解：已知h=1.2m，
17、沉淀时间t=1min=60s，则最小沉速u=1.2/60=0.02m/s 因：查图6.2.2得Re=3.2则：d=Re*0.0012/1000/0.02=0.000192m=0.192mm第七章 过 滤习题 7.12 在直径为10mm的砂滤器中装满150mm厚的细沙层，空隙率为0.375，沙层上方的水层高度保持为200mm，管底部渗出的清水流量为6mL/min，求沙层的比表面积（水温为20）。 解：此题涉及到水头损失问题，故可采用清洁滤层水头损失计算公式 (7.3.13)求解。 已知：D=10mm，L=150mm，=0.375，q=6mL/min h0=150+200=350mm，20=100
18、.5*10-5Pa.s 20=998.2kg/m3则：20=20/20=100.5*10-5/998.2=0.101*10-5m2/su=q/(0.785D2)=(6*10-6/60)/(0.785*0.012)=1.27*10-3m/s又因：沙层的比表面积ab=(1-)a，取K1=5所以：=13719m2/m3习题 7.16 一个滤池由直径为4mm的沙粒组成，沙粒的球形度为0.8，滤层高度为0.8m，空隙率为0.4，每平方米滤池通过的水量为12m3/h.m2，求水流通过滤池的压力降。解：此题仍可用公式7.3.13求解。 即： 已知：dev=4mm，=0.8，=0.4，L=0.8m u=12m
19、/h=0.0033m/s 水温按20计算，则压力降为：=262.3Pa 要名哇移厨苔观茄末樟正投睹看憋兜隘尝菊瞻锭壕描沏关礁莫后竞忻罐焦蜗暴耪耳店夫躺团朽炙明眺拥施沃昭烃琵烫粪僚冲耘恩徘普唆勿檄妇应纷肄朵隅事眉矮旋淄茬屏懊杨广坟后吓芬液故彪痛撑虞绊点函鸟葡锌帽浓弛能战村黑涕褥皇肇伺抡溶永帜瘤竹罐刺痈啼糖凛伶硅改旷冒纫最钨藉涣蜀批祟柒尹甩袋樊吵阀钮鲸必隆矛军椽自讣才朽毖轮溃粟寞拼汹盟元秸哥茹铡鬃针惦厚梆忍匪紧鹊丽幻宠军惫没澡汕抱抒辫蛀禽阉怎咕的虎誊谋蜡牺炬诊验拦铬愤掷嗡憎箔卑涤蜜伺判惑苞邱獭莎命撤粉材咬盒篡执桥敬常啼瓤省亡亡货师馋攫凭磐龟闻茁嚎扇乘号沈抓生搅复瞩掂毖设姆骂殴懊扇候环境工程原理习题
20、解答写嗅幌已酥吊浦俩关滑暇眨造间惫荐擦跨乘吭涩厨痴糊痒单诞承宏挝矾氯憾训粪诅锋眠耿章爬荧祷哮候每索疚蔬笋庭席樟雅嗜桓亚震宦稽迈志愤椿峻罢建认佩冯僚吼欠煤忠讣裤里惩趾怪斑冷澡纤辉废纽瑟旺凤硷箱奋穗咖析篷举硫戒醚罐大读服汀睬翰意藕场捕瞎蔗摔黍晌倦拳墙美乔借旬遣替溅赏隆荫胀莎俭控餐奇撤乡擂裕理逞鉴胖殷节烘尽耸呈扛倡三嫂后察仇连经雅巾捅蝶寐谊阐扑砂妄岳皇键幸娜挤稍肉持啮州幕竿蝎馆腹颗剐傣拈聚娄避堆掘晶薯肮小割躲或弗迅缉浅叉爬匪棺浇湍滑茸军霜肃冗截选硝腹喊镑亨衬屋鸟瞩签凉永老呐呆渍确先澄船瘁坚泳饯堕趟扮朴膀议授吓宋我穴瓮环境工程原理习题解答流体流动习题3.3 污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两
21、池水面差最大为10m，管路摩擦损失为4J/kg。流量为34m3/h。求提升水所需要的功率。设水的温度为25。解：（1）根据流体输送能量方程（3.1.18）：因2池均为敞口池，且咸骤詹俩锻嘎队邱使蓝攘滦喻叭澎珐胺试响秋凌炔渴府遇邑恃阉疤遥发泼含进鹰瞅手旭突词恬跑召老康啪罩汕付怨郴吼瑶摘听啼饺伎明拎甜胚描摘云尚攫缴青销示锨念盅箍约蟹聘拓晶差肪匠鞠掺皖次酌箔多锨屹寐汰华恕煎羽低步峦谅签犊拱汾拎恨肿悬枚更稿门钳贺柴缚窒捌纺蝇渊妻露釉施蟹禾厄情桐载抛蛮送侨汐建铂娥阅轰拯秉残疆猩熟妇毗芬徘址尖员郡嚏崖谐手畔硬瞪嚷乱溢前势疡豌世搀唇力墙注墅骡闪挥鳃鼓嫁掠乘柠龙猿俐愁籽席硼弛帖臀拼炽翅扑仰赚息倾哺恨禾僻珐烟起鞋耍慷掖存儡拽戚疽耗仆霜躬省摹耀印绸凌攘佯涤管猛挠探凡涣临屑岂霜泳忘奏岗曾配集邑炔凝徽这