环境综合项目工程原理.doc

1.增大传热办法：1.增大传热面积 2.增大平均温差 3.提高传热系数
2.热量传递方式重要有：导热，热对流和热辐射
3.萃取剂选取：a大小反映了萃取剂对溶质A萃取容易限度。 若a>1，表达溶质A在萃取相中相对含量比萃余相中高，萃取时组分A可以在萃取相中富集，a越大，组分A与B分离越容易。若a=1，则组分A与B在两相中构成比例相似，不能用萃取办法分离。
4.膜分离是以具备选取透过功能薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或各种推动力，使原料中某组分选取性地优先透过膜，从而达到混合物分离和产物提取，浓缩，纯化等目。 条件：在选取分离因子时，应使其值不不大于1。如果组分A通过膜速度不不大于组分B，膜分离因子表达为aA/B；反之。则为aB/A；如果aA/B=aB/A=1,则不能实现组分A与组分B分离。
5. 离子互换速率影响因素：1.离子性质 2.树脂交联度 3.树脂粒径 4.水中离子浓度 5.溶液温度 6.流速或搅拌速率
6. 本征动力学方程实验测量中如何消除对外扩散影响：加大流体流动速度，提高流体湍流限度，可以减小边界层厚度，使边界扩散阻力小到足以忽视限度。
7. 吸附剂重要特性：1.吸附容量大。2.选取性强。3.温定性好。4.恰当物理特性。5.价廉易得。 
常用吸附剂;活性炭,活性炭纤维,炭分子筛,硅胶,活性氧化铝,沸石分子筛
8. 固相催化反映过程：反映物外扩散—反映物内扩散—反映物吸附—表面反映—产物脱附—产物内扩散—产物外扩散
9. 测速管特点：测得是点流速， 特点：构造简朴，使用以便，流体能量损失小，因而较多地用于测量气体流速，特别合用于测量大直径管路中气体流速。当流体中具有固体杂质时，易堵塞测压孔。
孔板流量计特点：构造简朴，固定安装，安装以便，但流体通过孔板流量计时阻力损失较大。
文丘里流量计特点：阻力损失小，特别合用于低压气体输送中流量测量；但加工复杂，造价高，且安装时流量计自身在管道中占据较长位置。
转子流量计特点：必要垂直安装，流体自下而上流动，能量损失小，测量范畴宽，但耐温，耐压性差。
10．物理吸取和化学吸取区别
物理吸取仅仅涉及混合物分中某一祖分简朴传质过程，溶质在气液两相间平衡关系决定了溶剂在相似传递过程方向，极限以及传质推动力
化学吸取指溶剂A被吸取剂吸取后，继续与吸取剂或者其中活性组分B发生化学反映，气液相际传质和液相内化学反映同步进行
11.简述温室效应产生机理（资料：地球和太阳表面温度平均温度分别为 288K 和 5800K）
地球吸取太阳辐射能量才干如此巨大辐射能量，但是，太阳辐射在地球上波长要远短于地球向空间辐射波长 ，这种波长变化扮演了温室效应中至关重要角色。二氧化碳及其她温室气体对于来自太阳短波相对透明，但是它们往往吸取那些由地球辐射出去长波。因此在大气中积累温室气体，就像一床包裹在地球表面毯子，搅乱了地球辐射平衡，导致地球温度升高。
12.为什么多孔材料具备保温性能？保温材料为什么需要防潮
多孔材料孔隙中保存大量气体，气体导热系数小，从而起到保温效果。水导热系数较大，如果保温材料受潮，将会增大整体导热系数，从而使得保温性能减少，因此要防潮.
13.球体在空气中运动，试分析在相似逆压梯度下，不同流态边界层对运动阻力影响。
若球体体积较小，运动速度较快，球体重要受到阻力有摩擦阻力和形体阻力，且形体阻力占主导。在相似逆压梯度下，层流边界层接近壁面侧速度梯度小，边界层分离点靠前，尾流区较大，形体阻力大。而湍流边界层速度梯度大，边界层分离点后移，尾流区较小，形体阻力减小，运动阻力也相应减小。
14. ．某工业废气中具有氨，拟采用吸取法进行预解决。依照你所学知识，分析提高氨去除效率办法和详细办法
一、采用吸取能力较强洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等办法增大接触面积；三、恰当增长压强；四、加快废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。
15. 边界层厚度:普通将流体速率达到来流速率99%时流体层厚度定义为边界层厚度。
边界层分离必要条件：黏性作用和逆压梯度。
层流边界层比湍流层更容易分离。
16.圆管层流流动平均速率为最大速率一半。
17.对于圆管层流流动摩擦阻力，流量不变时，产生能量损失:(1)当管长增长一倍时，阻力损失引起压降增长一倍.（2）当管径增长一倍时，压降变为本来1/16.
18.强化换热器传热过程途径：增大传热面积、增大平均温差、提高传热系数
减少热阻重要办法：提高流体速度、增强流体扰动、在流体中加固体颗粒、在气流中喷入液滴、采用短管换热器、防止结垢和及时清除污垢
19.分子扩散:由分子微观运动（无规则运动）引起物质扩散称为分子扩散。
涡流扩散：由流体涡团宏观运动引起扩散称为涡流扩散。
20.离子互换速率控制环节：A.边界水膜内迁移B.交联网孔内扩散C.离子互换D.交联网内扩散E.边界水膜内迁移
A和E称为液膜扩散环节或外扩散；B和D称为树脂颗粒内扩散或孔道扩散步
C为互换反映环节
21.表面过滤与深层过滤区别

表面过滤
深层过滤
发生条件
颗粒物浓度高，滤速慢，滤饼易形成
颗粒物浓度低，滤速快
过滤介质
织布或多孔固体，过滤介质
孔普通比颗粒物粒径小
固体颗粒，过滤介质层空隙不不大于颗粒物粒径
有效过滤介质
重要是滤饼
固体颗粒
实际应用
真空过滤机，板框式压滤机，慢滤池，袋滤器
快滤池
两者联系
表面过滤中滤饼比阻和深层过滤中过滤介质比阻均可用公式（）求得
22.传质单元是指通过一定高度填料层传质，使一相构成变化正好等于该段填料中平均推动力，这样一段填料层传质称为一种传质单元
传质单元数即为这些传质单元数目，只取决于传质先后气，液相构成和相平
衡关系，与设备状况无关，其值大小反映了吸取过程难易限度
传质单元高度是完毕一种传质单元分离任务所需要填料层高度，重要取决于设备状况、物理特性及操作条件等，其值大小反映了填料层传质动力学性能优劣
23.离子互换速率影响因素
A.离子性质：离子化合价越高，其孔道扩散速率越慢
B.树脂交联度：树脂交联度大，离子在树脂网孔内扩散就慢
C.树脂粒径：树脂粒径越小，离子在孔道扩散距离越短，同步液膜扩散
表面积增长，因而树脂整体互换速率越快。对于液膜扩散，离子互换速率与树脂粒径成反比；对于孔道扩散，离子互换速率与树脂粒径二次方程反比
D.水中离子浓度：离子浓度越大时，其在水膜中扩散不久，离子互换速率为孔道扩散控制，反之，为液膜扩散控制
E.溶液温度：升高溶液温度，有助于提高栗子互换速率
F. 流速或搅拌速率：增长树脂表面水流流速或提高搅拌速率，可以增长树脂表面附近水流紊动限度，在一定限度上可提高液膜扩散速率。
24.膜传递过程模型
A.通过微孔传递：在最简朴状况下是单纯对流传递
B.基于扩散传递：要传递组分一方面必要被溶解在膜相内
25.空时：反映器有效体积与物料体积流量之比值。t=V/qv
空速：指单位反映器有效体积所能解决物料体积流量。表达单位时间能解决几倍于反映器体积物料，反映了一种反映器强度。 SV= qv/V
26. 间歇操作是将反映原料原料一次加入反映器，反映一段时间或达到一定反映限度后一次取出所有反映物料，然后进入下一批原料投入、反映和物料取出，因而有时也称为分批操作
持续地将原料输入反映器，反映物料也持续地流出反映器，这样操作称为持续操作
27.全混流：指反映物进入反映器后，能瞬间达到完全混合，反映器内浓度、温度等处处相似。全混流以为返混为无限大。
推流：指物料以相似流速和一致方向移动，即物料在反映器内齐头并进，在径向充分混合，但不存在轴向混合，即返混为0.
28.平推流反映器特点：A.在持续稳态操作条件下，反映器各断面上参数不随时间变化而变化B.反映器内各组分浓度等参数随轴向位置变化而变化，故反映速率随之变化C.在反映器径向断面上各处浓度均一，不存在浓度分布。
平推流反映器满足条件：A.管式反映器管长是管径10倍以上，各断面上参数不随时间变化而变化B.固相催化反映器填充层直径是催化剂粒径10倍以上。
29.基质抑制：对于苯酚、氨、醇类等对微生物生长有毒害作用基质，在低浓度范畴内，生长速率随基质浓度增长而增长，但当其浓度增长到某一数值时，生长速率反而随基质浓度增长而减少，这种现象称基质抑制作用
代谢产物抑制：在某些状况下，代谢产物会影响微生物生长，这种现象称代谢产物抑制现象。
30.本征动力学
反映物吸附过程控制：

表面反映过程控制：

产物脱附：

31.费克定律：（用物质量浓度表达）
式中：NAz——单位时间在z方向上经单位面积扩散组分A量，即扩散通量，也称扩散速率，kmol/（m2·s）；
cA——组分A物质量浓度，kmol/m3；
DAB——组分A在组分B中进行扩散分子扩散系数，m2/s；
——组分A在z方向上浓度梯度，kmol/(m3·m)。
费克定律表白扩散通量与浓度梯度成正比，负号表达组分A向浓度减小方向传递。
对于液体混合物，惯用质量分数表达浓度，于是又可写成；
当混合物浓度用质量浓度表达时，又可写为
32.准数
Helfferich数（He）：
依照液膜扩散控制与颗粒内扩散控制两种模型得到半互换周期，即互换率达到一半时所需要时间之比，得到：
He=1，表达液膜扩散与颗粒内扩散两种控制因素同步存在，且作用相等；
He＞＞1，表达液膜扩散所需要之半互换周期远远不不大于颗粒内扩散时之半互换周期，故为液膜扩散控制；
He＜＜1，表达为颗粒内扩散控制。
Vermeulen数（Ve）
Ve＜0.3，为颗粒内扩散控制；
Ve＞0.3，为液膜扩散控制； 0.3＜Ve＜3.0，为两种因素皆起作用中间状态。
33.细胞产率系数

34.代谢产物产率系数

35.固体催化剂物理性状
（1）比表面积：单位质量催化剂具备表面积称为比表面积。记为as
（2）颗粒孔体积又称孔容积，简称孔容，是指每克催化剂内部微孔所占有体积，用Vg 表达,其单位是㎝³g­¹。
孔隙率是催化剂颗粒孔容积占总体积分率，用ᵋp 表达
（3）固体密度又称真密度，是指催化剂固体物质单位体积（不涉及孔占有体积）质量，用ρs 表达，单位为g.㎝­³。颗粒密度是指单位体积固体催化剂颗粒（涉及孔体积）质量，用ρp表达，单位为g.㎝­³.
(4)颗粒微孔构造与孔体积分布：除孔容外，颗粒内微孔性状和孔径对催化剂性质也有很大影响。用孔体积分布，即不同孔径微孔所占总孔体积比例，可以粗略评价微孔构造，
(5)颗粒堆积密度（ρb）：

(6) 填充层空隙率（εb）:

2.2 假设在25℃和1.013×105Pa条件下，SO2平均测量浓度为400μg/m3，若容许值为0.14×10-6，问与否符合规定？
解：由题，在所给条件下，将测量SO2质量浓度换算成体积分数，即
不不大于容许浓度，故不符合规定
2.8某河流流量为3.0m3/s，有一条流量为0.05m3/s小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水混合状况，在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂浓度下限为1.0mg/L。为了使河水和溪水完全混合后示踪剂可以检出，溪水中示踪剂最低浓度是多少？需加入示踪剂质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
解：设溪水中示踪剂最低浓度为ρ
则依照质量衡算方程，有0.05ρ＝（3＋0.05）×1.0， 解之得ρ＝61 mg/L
加入示踪剂质量流量为61×0.05g/s＝3.05g/s
2.9假设某一都市上方空气为一长宽均为100 km、高为1.0 km空箱模型。干净空气以4 m/s流速从一边流入。假设某种空气污染物以10.0 kg/s总排放速率进入空箱，其降解反映速率常数为0.20h－1。假设完全混合，
（1）求稳态状况下污染物浓度；（2）假设风速突然减少为1m/s，预计2h后来污染物浓度。
解：（1）设稳态下污染物浓度为ρ
则由质量衡算得10.0kg/s－（0.20/3600）×ρ×100×100×1×109 m3/s －4×100×1×106ρm3/s＝0
解之得ρ＝1.05× 10-2mg/m3
（2）设空箱长宽均为L，高度为h，质量流量为qm，风速为u。
依照质量衡算方程
有
带入已知量，分离变量并积分，得
积分有ρ＝1.15×10-2mg/m3
2.11有一装满水储槽，直径1m、高3m。现由槽底部小孔向外排水。小孔直径为4cm，测得水流过小孔时流速u0与槽内水面高度z关系
u0＝0.62（2gz）0.5,,试求放出1m3水所需时间。
解：设储槽横截面积为A1，小孔面积为A2
由题得A2u0＝－dV/dt，即u0＝－dz/dt×A1/A2
因此有－dz/dt×（100/4）2＝0.62（2gz）0.5
即有－226.55×z-0.5dz＝dtz0＝3m
z1＝z0－1m3×（π×0.25m2）-1＝1.73m
积分计算得t＝189.8s
4.3 某燃烧炉炉壁由500mm厚耐火砖、380mm厚绝热砖及250mm厚普通砖砌成。其λ值依次为1.40 W/(m·K)，0.10 W/(m·K)及0.92 W/(m·K)。传热面积A为1m2。已知耐火砖内壁温度为1000℃，普通砖外壁温度为50℃。
（1）单位面积热通量及层与层之间温度；（2）若耐火砖与绝热砖之间有一2cm空气层，其热传导系数为0.0459 W/(m·℃)。内外壁温度仍不变，问此时单位面积热损失为多少？
解：设耐火砖、绝热砖、普通砖热阻分别为r1、r2、r3。
（1）由题易得r1＝＝＝0.357 m2·K/W
r2＝3.8 m2·K/W ， r3＝0.272·m2 K/W
因此有q＝＝214.5W/m2
由题 T1＝1000℃ ，T2＝T1－QR1＝923.4℃ ， T3＝T1－Q（R1＋R2）＝108.3℃ ， T4＝50℃
（2）由题，增长热阻为r’＝0.436 m2·K/W
q＝ΔT/（r1＋r2＋r3＋r’）＝195.3W/m2
3.5 如图3-3所示，有始终径为1m高位水槽，其水面高于地面8m，水从内径为100mm管道中流出，管路出口高于地面2m，水流经系统能量损失（不涉及出口能量损失）可按计算，式中u为水在管内流速，单位为m/s。试计算（1）若水槽中水位不变，试计算水流量；（2）若高位水槽供水中断，随水出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m所需时间。
解：（1）以地面为基准，在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程，有
u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σhf
由题意得p1＝p2，且u1＝0
因此有9.81m/s2×（8m－2m）＝u2/2＋6.5u2解之得u＝2.90m/s
qv＝uA＝2.90m/s×π×0.01m2/4＝2.28×10－2m3/s
（2）由伯努利方程，有u12/2＋gz1＝u22/2＋gz2＋Σhf
即u12/2＋gz1＝7u22＋gz2
由题可得u1/u2＝（0.1/1）2＝0.01
取微元时间dt，以向下为正方向，则有u1＝dz/dt
因此有（dz/dt）2/2＋gz1＝7（100dz/dt）2/2＋gz2
积分解之得t＝36.06s
3.9 一锅炉通过内径为3.5m烟囱排除烟气，排放量为3.5×105m3/h，在烟气平均温度为260℃时，其平均密度为0.6 kg/m3，平均粘度为2.8×10－4Pa·s。大气温度为20℃，在烟囱高度范畴内平均密度为1.15 kg/m3。为克服煤灰阻力，烟囱底部压力较地面大气压低245 Pa。问此烟囱需要多高？假设粗糙度为5mm。
解：设烟囱高度为h，由题可得 ，u＝qv/A＝10.11m/s ， Re＝duρ/μ＝7.58×104
相对粗糙度为ε/d＝5mm/3.5m＝1.429×10－3查表得λ＝0.028
因此摩擦阻力
建立伯努利方程有u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σhf
由题有u1＝u2，p1＝p0－245Pa，p2＝p0－ρ空gh
（h×1.15 kg/m3×9.8m/s2－245Pa）/（0.6kg/m3）＝h×9.8m/s2＋h×0.028/3.5m×（10.11m/s）2/2解之得h＝47.64m
3.10用泵将水从一蓄水池送至水塔中，如图3-4所示。水塔和大气相通，池和塔水面高差为60m，并维持不变。水泵吸水口低于水池水面2.5m，进塔管道低于塔内水面1.8m。泵进水管DN150，长60m，连有两个90°弯头和一种吸滤底阀。泵出水管为两段管段串联，两段分别为DN150、长23m和DN100、长100 m，不同管径管道经大小头相联，DN100管道上有3个90°弯头和一种闸阀。泵和电机总效率为60％。规定水流量为140 m3/h，如果本地电费为0.46元/（kW·h），问每天泵需要消耗多少电费？（水温为25℃，管道视为光滑管）
解：由题，在进水口和出水口之间建立伯努利方程，有We＝gh＋Σhf
25℃时，水密度为997.0kg/m3，粘度为0.9×10－3Pa·s
管径为100mm时，u＝4.95m/s ，Re＝duρ/μ＝5.48×105，为湍流
为光滑管，查图，λ＝0.02
管径为150mm时，u＝2.20m/s，Re＝duρ/μ＝3.66×105
管道为光滑管，查图，λ＝0.022
泵进水口段管件阻力系数分别为
吸滤底阀ζ＝1.5；90°弯头ζ＝0.75；管入口ζ＝0. 5
Σhf1＝（1.5＋0.75×2＋0.5＋0.022×60/0.15）×（2.20m/s）2/2＝29.76m2/s2
泵出水口段管件阻力系数分别为
大小头ζ＝0.3；90°弯头ζ＝0.75；闸阀ζ＝0.17；管出口ζ＝1
Σhf2＝(1＋0.75×3＋0.3＋0.17＋0.02×100/0.1)×(4.95m/s)2/2＋(0.023×23/0.15)×(2.20m/s)2/2＝299.13m2/s2
We＝gh＋Σhf=29.76m2/s2＋299.13m2/s2＋60m×9.81m/s2＝917.49 m2/s2＝917.49J/kg
WN＝（917.49J/kg/60％）×140m3/h×997.0kg/m3＝5.93×104W
总消耗电费为59.3kW×0.46元/（kW·h）×24h/d＝654.55元/d
4.4某一φ60 mm×3mm铝复合管，其导热系数为45 W/(m·K)，外包一层厚30mm石棉后，又包一层厚为30mm软木。石棉和软木导热系数分别为0.15W/(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℃，则每米管长冷损失量为多少？
（2）若将两层保温材料互换，互换后假设石棉外侧温度仍为5℃，则此时每米管长冷损失量为多少？
解：设铝复合管、石棉、软木对数平均半径分别为rm1、rm2、rm3。
由题有rm1＝mm＝28.47mm ， rm2＝mm＝43.28mm ， rm3＝mm＝73.99mm
（1）R/L＝
＝
＝3.73×10－4K·m/W＋0.735K·m/W＋1.613K·m/W
＝2.348K·m/W
Q/L＝＝46.84W/m
（2）R/L＝
＝
＝3.73×10－4K·m /W＋2.758K·m /W＋0.430K·m /W
＝3.189K·m /W
Q/L＝＝34.50W/m
4.9在换热器中用冷水冷却煤油。水在直径为φ19×2mm钢管内流动，水对流传热系数为3490 W/（m2·K），煤油对流传热系数为458 W/（m2·K）。换热器使用一段时间后，管壁两侧均产生污垢，煤油侧和水侧污垢热阻分别为0.000176 m2·K/W和0.00026m2·K/W，管壁导热系数为45 W/（m·K）。试求
（1）基于管外表面积总传热系数；（2）产生污垢后热阻增长百分数。
解：（1）将钢管视为薄管壁，则有
K＝338.9W/（m2·K）
（2）产生污垢后增长热阻比例为
注：如不视为薄管壁，将有5％左右数值误差。
4.10在套管换热器中用冷水将100℃热水冷却到50℃，热水质量流量为3500kg/h。冷却水在直径为φ180×10mm管内流动，温度从20℃升至30℃。已知基于管外表面总传热系数为2320 W/（m2·K）。若忽视热损失，且近似以为冷水和热水比热相等，均为4.18 kJ/（kg·K）.试求
（1）冷却水用量；（2）两流体分别为并流和逆流流动时所需要管长，并加以比较。
解：（1）由热量守恒可得qmccpcΔTc＝qmhcphΔTh
qmc＝3500kg/h×50℃/10℃＝17500kg/h
（2）并流时有ΔT2＝80K，ΔT1＝20K
由热量守恒可得KAΔTm＝qmhcphΔTh
即KπdLΔTm＝qmhcphΔTh

逆流时有ΔT2＝70K，ΔT1＝30K
同上得
比较得逆流所需管路短，故逆流得传热效率较高。
4.12火星向外辐射能量最大单色辐射波长为13.2μm。若将火星看作一种黑体，试求火星温度为多少？
解：由λmT＝2.9×10－3，得
6.1 直径60μm石英颗粒，密度为2600kg/m3，求在常压下，其在20℃水中和20℃空气中沉降速度（已知该条件下，水密度为998.2kg/m3，黏度为1.005×10-3Pa·s；空气密度为1.205kg/m3，黏度为1.81×10-5Pa·s）。
解：（1）在水中，假设颗粒沉降处在层流区，由式（6.2.6）得：
m/s
检查：
位于在层流区，与假设相符，计算对的。
（2）在空气中
应用K判据法，得
因此可判断沉降位于层流区，由斯托克斯公式，可得：
m/s
6.6 落球黏度计是由一种钢球和一种玻璃筒构成，将被测液体装入玻璃筒，然后记录下钢球落下一定距离所需要时间，即可以计算出液体黏度。当前已知钢球直径为10mm，密度为7900 kg/m3，待测某液体密度为1300 kg/m3，钢球在液体中下落200mm，所用时间为9.02s，试求该液体黏度。
解：钢球在液体中沉降速度为m/s
假设钢球沉降符合斯托克斯公式，则
Pa·s
检查：，假设对的。
6.7 降尘室是从气体中除去固体颗粒重力沉降设备，气体通过降尘室具备一定停留时间，若在这个时间内颗粒沉到室底，就可以从气体中去除，如下图所示。现用降尘室分离气体中粉尘（密度为4500kg/m3），操作条件是：气体体积流量为6m3/s，密度为0.6kg/m3，黏度为3.0×10-5Pa·s，降尘室高2m，宽2m，长5m。求能被完全去除最小尘粒直径。
解：设降尘室长为l，宽为b，高为h，则颗粒停留时间为，沉降时间为，当时，颗粒可以从气体中完全去除，相应是可以去除最小颗粒，即
由于，因此m/s
假设沉降在层流区，应用斯托克斯公式，得
mμm
检查雷诺数，在层流区。
因此可以去除最小颗粒直径为85.7μm
6.8 采用平流式沉砂池去除污水中粒径较大颗粒。如果颗粒平均密度为2240kg/m3，沉淀池有效水深为1.2m，水力停留时间为1min，求可以去除颗粒最小粒径（假设颗粒在水中自由沉降，污水物性参数为密度1000kg/m3，黏度为1.2 ×10-3Pa·s）。
解：可以去除颗粒最小沉降速度为m/s
假设沉降符合斯克托斯公式，则
因此m
检查，假设错误。
假设沉降符合艾伦公式，则
因此m
检查，在艾伦区，假设对的。
因此可以去除颗粒最小粒径为2.12×10-4m。
6.11 用与例题相似原则型旋风分离器收集烟气粉尘，已知含粉尘空气温度为200℃，体积流量为3800 m3/h，粉尘密度为2290 kg/m3，求旋风分离器能分离粉尘临界直径（旋风分离器直径为650mm，200℃空气密度为0.746 kg/m3，黏度为2.60×10-5 Pa·s）。
解：原则旋风分离器进口宽度m，
进口高度m，
进口气速m/s
因此分离粉尘临界直径为

7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为
式中：t单位为s
（1）如果30min内获得5m3滤液，需要面积为0.4m2滤框多少个？
（2）求过滤常数K，qe，te。
解：（1）板框压滤机总过滤方程为
在内，，则依照过滤方程

求得，需要过滤总面积为， 因此需要板框数
（2）恒压过滤基本方程为， 与板框压滤机过滤方程比较，可得
，，
为过滤常数，与相相应，可以称为过滤介质比当量过滤时间，
7.6用过滤机过滤某悬浮液，固体颗粒体积分数为0.015，液体粘度为1×10-3 Pa·s。当以98.1kPa压差恒压过滤时，过滤20min得到滤液为0.197 m3/m2，继续过滤20min，共得到滤液0.287 m3/m2，过滤压差提高到196.2kPa时，过滤20min得到滤液0.256 m3/m2，试计算qe，r0，s以及两压差下过滤常数K（滤液黏度为1×10-3 Pa·s）。
解：依题意，可得（1）
（2）
（3）
由（1）、（2）得，因此m3/m2
由（1）、（3）得，得
将qe和s代入（1）得m-2
因此，当压差为98.1kPa时，m2/s
当压差为196.2kPa时，m2/s
7.12 在直径为10mm砂滤器中装满150mm厚细沙层，空隙率为0.375，砂层上方水层高度保持为200mm，管底部渗出清水流量为6mL/min，求砂层比表面积（水温为20℃，黏度为1.005×10-3 Pa·s，密度为998.2kg/m3）。
解：清水通过砂层流速为 cm/minm/s
推动力为Pa
由式（7.3.11），可得颗粒比表面积：

因此m2/m3，m2/m3
12.4污染物A在一平推流反映器内发生液相分解反映，不同停留时间时反映器出口处A浓度如下表所示，试分别采用积分法和微分法求该反映反映级数和反映速率常数。
τ/min
0
5
10
15
20
ρA /mg·L－1
125
38.5
23.3
16.1
12.5
解：（1）积分法：假设该液相分解反映为一级反映－rA=kρA，则有kτ＝lnρA0-lnρA。
依照表中数据，计算lnρA值，并做τ－lnρA曲线
τ/min
0
5
10
15
20
lnρA
4.83
3.65
3.15
2.78
2.53

假设该液相分解反映为二级反映，则有1/ρA＝kτ-1/ρA0
依照表中数据，计算1/ρA值，并做τ－1/ρA曲线
τ/min
0
5
10
15
20
1/ρA / (L·mg－1)
0.008
0.026
0.043
0.062
0.080

拟和得1/ρA＝0.0036τ＋0.0078，R＝0.9998线性关系良好，反映级数为2级。
（2）微分法：做ρA－τ曲线，并求解各数据点斜率

54.6
23.6
13.3
59.9
1.5
ρA /(mg·L-1)
120
80
60
40
20
对于ln(-rA)与lnρA作图可得
ln(-rA)
4.0
3.16
2.59
1.79
0.4
lnρA
4.78
4.38
4.09
3.69
2.99
对曲线进行拟和，可得ln(－rA)＝2lnρA－5.6
即 n＝2，k＝0.037L/(mg·min)