关公憋红了张飞脸
范文一：环境工程原理
1.增大传热的措施：1.增大传热面积 2.增大平均温差 3.提高传热系数 2.热量传递方式主要有：导热，热对流和热辐射
3.萃取剂的选择：a的大小反映了萃取剂对溶质A的萃取容易程度。 若a>1，表示溶质A在萃取相中的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的分离越容易。若a=1，则组分A与B在两相中的组成比例相同，不能用萃取的方法分离。
4.膜分离是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在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透过膜，从而达到混合物分离和产物的提取，浓缩，纯化等目的。 条件：在选择分离因子时，应使其值大于1。如果组分A通过膜的速度大于组分B，膜分离因子表示为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的分离。
5. 离子交换速率的影响因素：1.离子的性质 2.树脂的交联度 3.树脂的粒径 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怎样消除对外扩散的影响：加大流体流动速度，提高流体湍流程度，可以减小边界层厚度，使边界的扩散阻力小到足以忽略的程度。
7. 吸附剂的主要特性：1.吸附容量大。2.选择性强。3.温定性好。4.适当的物理特性。5.价廉易得。 常见的吸附剂;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. 固相催化反应过程：反应物的外扩散—反应物的内扩散—反应物的吸附—表面反应—产物的脱附—产物的内扩散—产物的外扩散
9. 测速管特点：测得的是点流速， 特点：结构简单，使用方便，流体的能量损失小，因此较多地用于测量气体的流速，特别适用于测量大直径管路中的气体流速。当流体中含有固体杂质时，易堵塞测压孔。 孔板流量计特点：结构简单，固定安装，安装方便，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，尤其适用于低压气体输送中流量的测量；但加工复杂，造价高，且安装时流量计本身在管道中占据较长的位置。
转子流量计特点：必须垂直安装，流体自下而上流动，能量损失小，测量范围宽，但耐温，耐压性差。 10．物理吸收和化学吸收的区别
物理吸收仅仅涉及混合物分中某一祖分的简单传质过程，溶质在气液两相间的平衡关系决定了溶剂在相同传递过程的方向，极限以及传质推动力
化学吸收指溶剂A被吸收剂吸收后，继续与吸收剂或者其中的活性组分B发生化学反应，气液相际传质和液相内的化学反应同时进行
11.简述温室效应产生的机理（资料：地球和太阳表面温度的平均温度分别为 288K 和 5800K）
地球吸收太阳的辐射能量才能如此巨大的辐射能量，但是，太阳辐射在地球上的波长要远短于地球向空间辐射的波长 ，这种波长的变化扮演了温室效应中至关重要的角色。二氧化碳及其他温室气体对于来自太阳的短波相对透明，但是它们往往吸收那些由地球辐射出去的长波。所以在大气中积累的温室气体，就像一床包裹在地球表面的毯子，搅乱了地球的辐射平衡，导致地球温度升高。
12.为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮 多孔材料的孔隙中保留大量气体，气体的导热系数小，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.
13.球体在空气中运动，试分析在相同的逆压梯度下，不同流态的边界层对运动阻力的影响。
若球体体积较小，运动速度较快，球体主要受到阻力有摩擦阻力和形体阻力，且形体阻力占主导。在相同的逆压梯度下，层流边界层靠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
一、采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等方法增大接触面积；三、适当增加压强；四、加快废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。
15. 边界层厚度:通常将流体速率达到来流速率99%时的流体层厚度定义为边界层厚度。 边界层分离的必要条件：黏性作用和逆压梯度。 层流边界层比湍流层更容易分离。
16.圆管层流流动的平均速率为最大速率的一半。
17.对于圆管层流流动的摩擦阻力，流量不变时，产生的能量损失:(1)当管长增加一倍时，阻力损失引起的压降增加
一倍.（2）当管径增加一倍时，压降变为原来的1/16.
18.强化换热器传热过程的途径：增大传热面积、增大平均温差、提高传热系数
减少热阻的主要方法：提高流体的速度、增强流体的扰动、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:由分子的微观运动（无规则运动）引起的物质扩散称为分子扩散。 涡流扩散：由流体涡团的宏观运动引起的扩散称为涡流扩散。 20.离子交换速率的控制步骤：A.边界水膜内的迁移B.交联网孔内的扩散C.离子交换D.交联网内的扩散E.边界水膜内
的迁移
A和E称为液膜扩散步骤或外扩散；B和D称为树脂颗粒内扩散或孔道扩散步 C为交换反应步骤
22.传质单元是指通过一定高度的填料层传质，使一相组成的变化恰好等于该段填料中的平均推动力，这样一段填料层的传质称为一个传质单元
传质单元数即为这些传质单元的数目，只取决于传质前后气，液相的组成和相平 衡关系，与设备的情况无关，其值的大小反映了吸收过程的难易程度
传质单元高度是完成一个传质单元分离任务所需要的填料层高度，主要取决于设备情况、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的优劣 23.离子交换速率的影响因素
A.离子性质：离子的化合价越高，其孔道扩散速率越慢
B.树脂的交联度：树脂的交联度大，离子在树脂网孔内的扩散就慢
C.树脂的粒径：树脂粒径越小，离子在孔道扩散的距离越短，同时液膜扩散的
表面积增加，因此树脂整体的交换速率越快。对于液膜扩散，离子交换速率与树脂粒径成反比；对于孔道扩散，离子交换速率与树脂粒径的二次方程反比
D.水中离子浓度：离子浓度越大时，其在水膜中的扩散很快，离子交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，有利于提高栗子交换速率
F. 流速或搅拌速率：增加树脂表面水流流速或提高搅拌速率，可以增加树脂表面附近的水流紊动程度，在一定程
度上可提高液膜扩散速率。 24.膜传递的过程模型
A.通过微孔的传递：在最简单的情况下是单纯的对流传递 B.基于扩散的传递：要传递的组分首先必须被溶解在膜相内 25.空时：反应器有效体积与物料体积流量之比值。t=V/qv
空速：指单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量。表示单位时间能处理几倍于反应器体积的物料，反
映了一个反应器的强度。 SV= qv/V
26. 间歇操作是将反应原料原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一次取出全部的反应物料，然后进入下一批原料的投入、反应和物料的取出，因此有时也称为分批操作
连续地将原料输入反应器，反应物料也连续地流出反应器，这样的操作称为连续操作
27.全混流：指反应物进入反应器后，能瞬间达到完全混合，反应器内的浓度、温度等处处相同。全混流认为返混
为无限大。
推流：指物料以相同的流速和一致的方向移动，即物料在反应器内齐头并进，在径向充分混合，但不存在轴向混合，即返混为0.
28.平推流反应器的特点：A.在连续稳态操作条件下，反应器各断面上的参数不随时间变化而变化B.反应器内各组分浓度等参数随轴向位置变化而变化，故反应速率随之变化C.在反应器的径向断面上各处浓度均一，不存在浓度分布。
平推流反应器满足条件：A.管式反应器的管长是管径的10倍以上，各断面上的参数不随时间变化而变化B.固相催化反应器的填充层直径是催化剂粒径的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的基质，在低浓度范围内，生长速率随基质浓度的增加而增加，但当其浓度增加到某一数值时，生长速率反而随基质浓度的增加而降低，这种现象称基质抑制作用
代谢产物抑制：在某些情况下，代谢产物会影响微生物的生长，这种现象称代谢产物抑制现象。 30.本征动力学
反应物吸附过程控制：
KP
pP
KSKA
?rA?ka
(1/KS)KPpP?1
pA?
表面反应过程控制：
?rA?kS
产物脱附：
KApA?(KP/KS)pP
1?KA
pA?KPpP
?rA?kP
KSKApA?pP/KP1?KApA(1?KS)
2
31.费克定律：NAz?-DABdcA（用物质的量浓度表示）
dz
式中：NAz——单位时间在z方向上经单位面积扩散的组分A的量，即扩散通量，也称扩散速率，kmol/（m·s）；
3
cA——组分A的物质的量浓度，kmol/m；
2
DAB——组分A在组分B中进行扩散的分子扩散系数，m/s；
dcA3
——组分A在z方向上的浓度梯度，kmol/(m·m)。 dz
费克定律表明扩散通量与浓度梯度成正比，负号表示组分A向浓度减小的方向传递。 对于液体混合物，常用质量分数表示浓度，于是又可写成NAz?-?DABdxmA；
dz
当混合物的浓度用质量浓度表示时，又可写为NAz?-DABd?A
dz
32.准数
Helfferich数（He）：
根据液膜扩散控制与颗粒内扩散控制两种模型得到的半交换周期，即交换率达到一半时所需要的时间之比，得到：
He=1，表示液膜扩散与颗粒内扩散两种控制因素同时存在，且作用相等；
He＞＞1，表示液膜扩散所需要之半交换周期远远大于颗粒内扩散时之半交换周期，故为液膜扩散控制； He0.3，为液膜扩散控制； 0.33000；⑶超高速离心机： Kc＞50000 Kc为分离因数。
8
⑴表面过滤：采用过滤介质的孔比过滤流体中的固体颗粒的粒径小，过滤时固体颗粒被过滤介质截留，在表面积累成滤饼；
⑵深层过滤：由固体颗粒堆积而成的过滤介质层通常较厚，过滤通道长而曲折，过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物的粒径。
9、在深层过滤中，流体中的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料层捕获，该过程主要包括以下三个行为：迁移行为、附着行为、脱落行为 。
10、吸收过程类型：
⑴按溶质和吸收剂之间发生的作用,可分为物理吸收和化学吸收；
物理吸收：在吸收剂中的溶解度大而被吸收；
化学吸收：溶质与吸收剂发生化学反应而被吸收。 ⑵按混合气体中被吸收组分的数目：可分为单组分吸收和多组分吸收 ； ⑶按吸收过程中温度是否变化：可分为等温吸收和非等温吸收 。
11。
12、相际传质的助力全部集中在 两层停滞膜中 ，即双助力模型。（选择）
13、传质总阻力包括气模阻力和液膜阻力两部分。
14、吸附平衡三理论：Freundlich方程、Langmuir 方程、BET方程。 在一定的平衡压力下，随着温度升高，吸附量减少。
15、其他指标。
16、反应器一般有三种操作方式：间歇操作、连续操作和半间歇操作。
⑴间歇操作：没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出；
⑵连续操作：物料连续输入，连续输出，时刻伴随着物料的流动；
⑶半间歇操作：具有间歇操作和连续操作的某些特点。
简答题
1、解释化学反应过程中，转化率、收率、选择性的概念，并用数学表达式说明三者之间的关系。
答：
转化率：化学反应中某反应物的转化浓度与其其实浓度的比值的百分比；
收（产）率：按反应物进行量的计算，生成目的产物的百分比；
选择性：在指定的测量精确度下，共存组分的允许量与待测组分含量的比值。
2、简述恒温恒容平推流反应器的空时、反应时间、停留时间三者之间的关系。
答：空时：是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比；反应时间：是反应物料进入反应器后从实际反应的时刻起到反应达某一程度所需要的时间；停留时间：指进入反应器的时刻到离开反应器内共停留的时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，故三者相等。
3、简述影响均相连续反应器內反应物的转化率的主要因素。
答：物料浓度和反应温度。
4、希勒模数的物理意义？具体说明希勒莫属的大小如何影响催化剂的有效系数。
答：物理意义：以催化剂颗粒体积为基准的最大反映速率与最大内扩散速率的比值，反映了反应过程受本征反应及内扩散的影响程度。希勒模数的值越小，说明扩散速率越大，反应速率受扩散速率的影响越小。希勒模数的值<0.1--0.3时，n?1，此时可忽略扩散的影响。希勒模数的值越大，扩散速率越小，反应速率受扩散速率的影响较大。希勒模数>5—9时，N<>
5、转子流量计在安装使用中注意事项。
答：须垂直安装，倾斜1度将造成0.8%的误差，且流体流动的方向须自下而上，故必须安装在垂直管路上。
6、土壤污染的主要危害体现在那几个方面。
答：（1）通过雨水淋溶作用可能导致地下水和周围地表水体污染；（2）通过土壤颗粒物等形成能直接或间接的为人或动物所吸收；（3）通过植物吸收而进入食物链，对生物产生毒害作用等。
7、水中主要污染物按化学成分主要有哪几种危害。
答：无机污染物和有机污染物（可生物降解、难生物降解），主要危害：水体富营养化；对人体和水生生物有毒害作用；引起水体缺氧和水生动物死亡，破坏水体功能；在厌氧时产生有害或恶臭物质；通过生物体内富集和食物链对人体健康造成危害。
8、空气中主要污染物及其危害。
答：颗粒、气溶胶状态污染物和气态污染物。危害：引起各种疾病，危害人体健康；引起大气组分变化，导致气候变化，影响动植物生长。
9、质量恒算的基本关系是什么。
答：输入量—输出量+转化量=积累量
10、能量热恒算的方程的含义。
答：输出系统物料总能量—输入系统物料总能量+系统内物料能量的积累=系统从外界吸收的热量—系统对外界做的功
11、流体边界层理论要点。
答：在流体表面有一个薄层，在此薄层中须考虑粘性力的作用，此薄层称为边界层。要点：
（1）当实际流体沿固体壁面流动时，Re较大时，即使对于黏度很小的流体，其黏性力仍可以达到很大的数值，边界层内不能全部忽略黏性力；（2）在外部流动区域，在Re很大的情 况下，可将黏性力全部忽略，将流体的流动近似看成是理想流体的流动。
12、简述温度、压力对液体和气体黏度的影响。
答：温度上升，气体黏度上升，液体黏度下降；压力上升，气体黏度上升；低密度气体和液体的黏度随压力变化小，一般可忽略。
13、什么是对流传热，列举强制对流和自然对流的实例各一。
答：对流传热：流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，通常也指流体与固体壁面间的热传递过程。实例：强制对流——由水泵、风机或其他外力引起流体流动而产生的传热过程。自然对流——由于流体内部温度的不均匀分布形密度差，在浮力作用下流体发生对流而产生传热的过程。
14、菲克定律的物理意义和实用条件。
答：菲克定律的物理意义：Naz=—Dab(dCa/dz)由浓度梯度引起的组分A在Z方向上的质量通量=—（分子扩散的系数）×（Z方向上组分A的质量浓度梯度） 适用条件：混合物无总体流动或处于静止状态，发生由高浓度区域向低浓度区域的分子扩散。 15、简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。
答：低密度气体、液体和固体的扩散系数随温度升高而增大，随压力增加而减小。
16、沉降分离的原理、类型和各类型的基本特征。
答：原理：将含有颗粒物的流体置于某种力场中，使颗粒物与连续相的流体之间发生相对运动，沉降至器壁、器底等表面而实现颗粒物与流体的分离。 类型：重力、离心、电、惯性、扩散。 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体间的密度差，在重力或离心力作用下使颗粒和流体间发生相对运动；电沉降是将颗粒置于电场中使之带电，并在电场力作用下使带电颗粒在流体中产生相对运动；惯性沉降是指颗粒物与流体一起运动时，由于流体中存在某种障碍物的作用，流体产生绕流，而颗粒物由于惯性偏离流体；扩散沉降是利用微小粒子布朗运动过程中碰撞在某种障碍物上，从而与流体分离。
17、表面过滤和深沉过滤的主要区别。
答：表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高，或过滤速度较慢，滤饼层容易形成的情况下，采用过滤介质的孔一般比待滤流体中固体颗粒的粒级小；而深层过滤一般发生在以固体颗粒为过滤介质的操作中。由固体颗粒物堆积而成的过滤介质层通常较厚，过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物的粒径。
18、亨利定律有那些表达形式、意义、常数间如何换算
答：亨利定律：在稀溶液时，温度一定，总压不大，气体溶质的平衡分压和溶解度成正比，Pa=EXa； 溶质的溶解度用物质的量表示，Pa=Ca/H； 溶质在气液两相中的组成均以摩尔分数表示，Ya=mXa
19、Langmuir方程的基本假设、形式，适用范围。
答：基本假设：吸附剂表面性质均一；气体分子在固体表面为单层吸附；动态吸附；吸附类似气体凝结，托附类似液体蒸发；凝结速度正比于该组分的气相分压；吸附在固体表面的气体分子间无作用力。形式：p
kpqkm
111q??
范围：适用于描述低、中压力范围的吸附等温线。
20、Freundlich方程的形式适用范围。
答：nkp1
q? 表明吸附量与吸附质分压的1/n次方成正比，由于吸附等温线的斜率随吸附分压得增大有较大变化，该方程特别不能描述低压和高压区域内。
21、影响离子交换树脂选择性的因素。
答：离子水化半径越小，亲和力越高，交换越容易：化合价越高，亲和力越大，交换越容易。
22、双膜理论。
（1）相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，相界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜，溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜；
（2）在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系；
（3）在膜层以外，气、液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力；溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的膜层内。
因此，相际传质的阻力就全部集中在两层膜中，故该模型又称为双阻力模型。
23、浓差极化现象指什么？
当含有不同大小分子的混 合液流动通过膜面时，在压力差作用下，混合液中小于莫孔的组分透过膜，而大于膜孔的组分被截留，这些被截留的组分在紧邻膜表面形成浓度边界层，使边界层的溶质浓度大大高于主体溶液中的浓度，形成由膜表面到主体溶液之间的浓度差。浓度差的存在导致紧靠膜面的溶质方向扩散到主体溶液中，这就是浓差极化现象。
24、膜分离特点：
（1）膜分离过程不发生相 变，与其它相比能耗较低，能量的转化率较高；
（2）膜分离过程可以在常温 下进行，特别适于对热敏感无知的分离；
（3）不需要加入其他物质， 节省化学药剂，有利于不改变分离物质原有的特性；
（4）在膜分离过程中，分离 和浓缩同时进行，有利于回收有价值的物质；
（5）膜分离装置简单，可以 实现连续分离，适应性强，操作简单且易容易实现自控。
25、离子交换速率的控制步骤：
18、亨利定律有那些表达形式、意义、常数间如何换算
答：亨利定律：在稀溶液时，温度一定，总压不大，气体溶质的平衡分压和溶解度成正比，Pa=EXa； 溶质的溶解度用物质的量表示，Pa=Ca/H； 溶质在气液两相中的组成均以摩尔分数表示，Ya=mXa
19、Langmuir方程的基本假设、形式，适用范围。
答：基本假设：吸附剂表面性质均一；气体分子在固体表面为单层吸附；动态吸附；吸附类似气体凝结，托附类似液体蒸发；凝结速度正比于该组分的气相分压；吸附在固体表面的气体分子间无作用力。形式：p
kpqkm
111q??
范围：适用于描述低、中压力范围的吸附等温线。
20、Freundlich方程的形式适用范围。
答：nkp1
q? 表明吸附量与吸附质分压的1/n次方成正比，由于吸附等温线的斜率随吸附分压得增大有较大变化，该方程特别不能描述低压和高压区域内。
21、影响离子交换树脂选择性的因素。
答：离子水化半径越小，亲和力越高，交换越容易：化合价越高，亲和力越大，交换越容易。
22、双膜理论。
（1）相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，相界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜，溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜；
（2）在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系；
（3）在膜层以外，气、液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力；溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的膜层内。
因此，相际传质的阻力就全部集中在两层膜中，故该模型又称为双阻力模型。
23、浓差极化现象指什么？
当含有不同大小分子的混 合液流动通过膜面时，在压力差作用下，混合液中小于莫孔的组分透过膜，而大于膜孔的组分被截留，这些被截留的组分在紧邻膜表面形成浓度边界层，使边界层的溶质浓度大大高于主体溶液中的浓度，形成由膜表面到主体溶液之间的浓度差。浓度差的存在导致紧靠膜面的溶质方向扩散到主体溶液中，这就是浓差极化现象。
24、膜分离特点：
（1）膜分离过程不发生相 变，与其它相比能耗较低，能量的转化率较高；
（2）膜分离过程可以在常温 下进行，特别适于对热敏感无知的分离；
（3）不需要加入其他物质， 节省化学药剂，有利于不改变分离物质原有的特性；
（4）在膜分离过程中，分离 和浓缩同时进行，有利于回收有价值的物质；
（5）膜分离装置简单，可以 实现连续分离，适应性强，操作简单且易容易实现自控。
25、离子交换速率的控制步骤：
⑴边界水膜内的迁移；
⑵交联网孔内的扩散；
⑶离子交换；
⑷交联网内的扩散；
⑸边界水膜内的迁移。 （342页）
26、离子交换速率的影响因素
⑴离子性质：包括化合价 和离子大小；
⑵树脂的交联度：树脂交 联度大，树脂难以膨胀，树脂网孔就小，离子在树脂网孔内的扩散就慢；
⑶树脂的粒径：其对液膜 扩散和孔道扩散都有影响；
⑷水中离子浓度：扩散依 靠浓度梯度推动，离子浓度大小是影响扩散速率。
⑸溶液温度：温度升高， 溶液黏度降低，离子和水分子热运动加剧，有利于离子交换速率。 ⑹流速和搅拌速率：树脂 表面附近的水流紊动程度主要影响树脂表面边界水膜的厚度，从而影响液膜扩散。
27、萃取分离的特点
⑴在常温下操作，无相变；
⑵萃取剂选择适当可以获 得较高分离效率；
⑶对于沸点非常相近的物 质可以进行有效分离。
28、离子交换树脂的结构：
⑴固定部分：与骨架牢固 结合，不能自由移动；
⑵活动部分：能在一定空 间内自由移动，并与周围溶液中的其他同性离子进行交换反应。 离子交换物理化学性质， 选择性，离子交换树脂对不同离子亲和力强弱反映。
29、常用吸附剂主要特性
⑴吸附容量大：吸附过程 发生在吸附剂表面，吸附容量取决于吸附剂表面积大小； ⑵选择性强；
⑶稳定性好：在较高温度 下解吸再生其结构不会发生太大的变化；
⑷适当的物理特性：具有 良好的流动性和适当的堆积密度，对流体的阻力较小。 ⑸价廉易得。（可能是填空 题）
30、化学吸收特点
加快溶质传质速率，增加吸收剂的吸收容量。溶质的气相分压只与溶液中物理溶解态的溶质平衡，因此，气相分压一定时，化学吸收可以吸收更多的溶质；溶质在液相扩散中途就发生反应而消耗，是扩散有效膜减少，传质阻力减小，且界面液相浓度降低增加了传质推动力，使化学传质速率增加。
31、与重力沉降比，离心沉降有什么特点？
⑴沉降方向不是向下，而 是向外，即背离旋转中心；
⑵离心力随颗旋转半径变 化而变化，而重力沉降则是不变的；
⑶离心沉降在数值上远大 于重力沉降，比重力沉降有效。
32、反应动力学的解析方法：（527）
（1）积分法，是首先假设一个反应速率方程求出浓度随时间变化的积分形式，然后把实验得到的不同时间的浓度数据与之比较，若两者相符，则认为假设的方程式是正确的。若不相符，可再假设另外一个反应速率方程进行比较，直到找到合适的方程为止。比较时一般把假设的反应速率方程线性化，利用作图法进行，也可以进行非线性拟合。
（2）微分法，是根据浓度随时间的变化数据，利用图解微分法或数值微分法计算出不同浓度是的反应速率，然后以反应速率与反应浓度的关系确定反应速率方程。
33、流化床反应的优缺点：
优点：1、热能效率高，而且床内温度易于维持均匀；2、传质效率高；3、所用颗粒一般较小，可以减轻内扩散的影响，能有效发挥催化剂的作用；4、反应器的结构简单。
缺点：1、能量消耗大；2、颗粒间的磨损和带出造成催化剂损耗；3、气-固相反应的流动状态不均匀，有时会降低气-固接触面积；4、颗粒的流动基本上是全混流，同时造成流体的反混，影响反应速率。
34、固体催化剂的组成（454）：
1、活性物质:是催化剂中真正起作用的部分，常被分散固定在多孔物质的表面，常见的有：金属催化剂（又称导体催化剂），多为过度金属；金属氧化物和硫化物催化剂（又称半导体催化剂）；绝缘体催化剂，主要是非金属氧化物和卤化物。
2、载体（担体）：常常是多孔性物质。主要起以下作用：提供大的表面和微孔，使催化活性物质附着在外部和内部表面；提高催化剂的机械强度；提高催化剂的热稳定性；节省催化活性物质用量，降低成本......
3、促进剂：又称助化剂，本身催化活性很小，但......
4、抑制剂：是减小催化剂活性的物质...... 电渗析过程基本原理 参考新版教材381页，图10.30.10，需要画图说明。
范文三：环境工程原理
环境工程原理实验指导书
昆明理工大学环境科学与工程学院
二00四年
目 录
实验一 管道流体流动阻力的测定.......................................................................1 实验二 流体机械能转换实验...............................................................................9 实验三 板框压滤机过滤常数的测定.................................................................13 实验四 CHR-1实验五 实验六 实验七
型传热实验................................................................................17 间歇式、全回流精馏实验.....................................................................22 吸收系数的测定......................................................................................27 干燥实验..................................................................................................35
实验守则
1、实验前学生必须按教师提出的问题认真准备，弄清实验原理、流程、主要设备仪器的使用方法，写好预习报告。
2、进入实验室不准抽烟，不得随地吐痰，不得追逐打闹高声谈笑。 3、不准穿拖鞋进入实验室，注意安全，防止触电、机器轧手，女生应扎好头发，不准乱窜岗位，不准乱动与实验无关之仪器设备。
4、实验中勤于动脑，精心操作，准确记录，独立完成实验报告。 5、实验过程中应爱护仪器设备，节约水电及药品；使用精密仪器及计算机应在教师指导下进行，防止损坏仪器设备，若有损坏仪器者视情节轻重给予处理及赔偿。
6、实验结束后将仪器设备整理复位，将场地打扫干净。
实验一 管道流体流动阻力的测定
一、实验目的
1、掌握流体流经管路系统时，管路损失压头（hf）、管子摩擦系数（λ）、管件阻力系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的转化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识；
2、测定流体通过直管时的摩擦阻力系数λ与雷诺准数Re之间的关系； 3、测定流体通过管阀件时的阻力系数ζ。
二、实验原理
理论指出：流体在任一流动系统中的能量关系为柏努利方程式所描述：
Δu2Δp
W=gΔZ+++Σhf (J/kg)
2ρ
(1?1)
式中的Σhf为流体流经管路时的总能量损失，它既包括直管本身的直管阻力，也包括管道系统中的各种局部阻力。流体流动得越快，阻力也越大，说明此流动阻力的大小是与动能密切相关的，因此对每项阻力hf的计算可用下列的一般计算式表示，即：
u2hf=ζ
2
式中ζ为一比例系数，应根据不同的阻力的具体情况确定。 直管阻力计算的一般式为：
Lu2
hf=λ?
d2
局部阻力阻力由阻力系数法计算的一般式为：
u2
h=ζ
2
'f
(1?2)
(1?3)
(1?4)
如何测定直管阻力计算式中的摩擦系数（λ）以及（1-4）式中的局部阻力系数（ζ）呢？对这个问题，我们将在实验方法中进行讨论。
三、实验方法
1、摩擦系数（λ）及雷诺准数（Re）的测定方法
我们知道管子的摩擦系数是雷诺准数（Re）和管子相对粗糙度（ε/d）的函数，即：
λ=f(Re,ε/d)
(1?5)
因此，只对一定相对粗糙度而言，λ与Re才有一定的关系，且其关系需由实验测定。 根据直管阻力计算式（1-3）：
Lu2
hf=λ?变换得到
d2?d??2?λ=hf????2?
?L??u?
(1?6)
对已知长度、管径的导管，在一定流速和雷诺准数下，测出损失压头（hf），然后按上式求出摩擦系数（λ）。
对（1-6）式各项的测定情况来看：流速的测定可以用流量计或流速计，在已知d、u的情况下，只要加测流体温度即可由
Re=
duρ
μ
(1?7)
求得雷诺准数（Re）。上式中密度（ρ）、粘度（μ），对一定流体来说，都是温度的函数，可以根据流体的种类及温度从手册中查出。
因此，求摩擦系数（λ）的关键就转化为如何测出损失压头hf。 在没有外力的情况下，根据柏努利方程，损失压头可以这样求出：
hf=(Z1?Z2)g+
p1?p2
ρ
2
u12?u2+
2
(1?8)
这就是说，对任何一管路可言，两截面间的损失压头可根据在两截面上测出的Z、p、
u等值计算出。
如果在一条等直径的水平管上选取两个截面，则：因Z1=Z2；u1=u2，那么这两截面间管段的损失压头便简化为：
hf=
p1?p2
ρ
(1?9)
这就是说，只要测出这两截面上的静压强差值即可。我们只要在两截面间接一个U形（或π形）压差计即可测知。
此外，在整理λ—Re的数据时，可按下列方法简化计算摩擦系数（λ）及雷诺准数（Re）的式子。
将（1-9）式两边同除以g，可得：
hfg
=
p1?p2
=ΔR ρg
由（1-3）式，两边同除以g得：
Lu2
=λ??=ΔRgd2g
2gdΔRλ=
Lu2hf
而u=
4V
代入上式整理得： 2
πd
2gd5π2ΔRΔR
=A?λ=
16LV2V2
(1?10)
2gd5π2
式中令：A=
16L
L——两测压点之间的管子长度（m）； V——水的流量(m3/s)； ； d——管子的直径（m）
ΔR——两测压截面上的压差计读数（m）；
对于一个系统，只要d、L确定，A是一个不变的常数。 由（1-7）式
duρ
d=
V
?ρ2
(π/4)?d
4ρ
?V=BVπdμ
Re=
μμ
=(1?12)
式中令：B=4ρ/πdμ （1-13）
实验过程中，水温变化不大，ρ、μ数值可看作常数，所以B也可以视为常数。 2、局部阻力系数测定法
u2
由（1-4）式h=ζ变换得：
2
2
ζ=h'f?2
u
'f
(1?14)
只要测出流体流经管件时的损失压头（h'f）以及测压点前后管径不变，流体经过管件的流速与导管中的流速u相同，即可算出阻力系数ζ。
阻力损失h'f的测定与摩擦系数测定法中hf的测定相同。
在管件前后两截面处连一U形（或π形）压差计即可测出静压强差值，即：
h'fg=
p1?p2
=ΔRρg
'
u2hf
==ΔRζ?2gg
(1?15)
2gΔR2gΔRgπ2d4ΔR'ΔR=?=ζ=2=A22
8V2(V/πuV2d)
式中令：A'=gπ2d4/8 （1-16）只要d确定，A'是一个不变的常数。
四、流量测量
流速的测定可以用流速计，对现有装置，则分别采用了转子流量计和涡轮流量计。转子流量计可以直接读出测量结果，而涡轮流量计所显示的数据是电信号uA或脉冲数。它与流量的关系为：
Q=
f
ε
(L/s)=3.6
f
ε
(m3/h)
对于华南机厂设备，以下写简称如“华南”。 “华南”
ε=15.187(μA?s/L)(×5档)
ε=7.36(μA?s/L)(×10档)
对于华东机厂设备，以下简写为“华东”。 “华东”ε=278.0(脉冲/升)
静压可用U形管、倒U形管，压力变送器等测定。用U形压差计测定压差时要注意排出空气，建立一定的基础液位。对装有压力变送器的装置，测压时我们只能得到一个电流信号，而不是我们所需要的压差读数，因此，要将其作一适当的变换计算。
ΔP=
P上?P0
?T读
I上?I0
式中：ΔP
P上、I上——压差计和数字电流表显示上限； P0、I0——压差计和数字电流表显示下限。
六、实验步骤
1、水箱充水至80%。
2、仪表调整，按XSF-40型及LW-25型说明书调节。 3、打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。 4、启动循环水泵。 5、排气 （1）管路排气； （2）测压导管排气；
（3）关闭平衡阀，缓缓旋动压差计上放气阀，排除压差计中的气泡，注意，先排进压管，后排低压管（严防压差计中水银冲走），排气完毕。
6、读取压差计零位读数。
7、分别关闭测定直管部分或测定局部阻力的系统阀门。（注意：不能同时测定λ和ζ） 8、开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点。
9、测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量： Vs、压差：ΔP1（或ΔP2）
七、设备使用注意事项
1、开动泵的步骤
（1）关闭泵体出口阀，使电动机起动功率最小； （2）转动泵联轴器，使之正常转动；
（3）开启电动机按钮，数秒钟后水泵运转正常，方可开启出口阀向管路系统送水。 注意：出口阀关闭的情况下，水泵不可长时间运行，以防发热损坏。 2、注意正确启闭阀门
（1）启闭要缓慢，以防引起实验不准确或冲跑压差计指示液； （2）进行直管阻力系统实验时，局部阻力实验的阀门应关闭。 3、排气操作
各种流量计或测管等，从测孔到仪表间的信号管段内，如果有气泡存在，就会影响压
力传递，导致测量误差，因此必须进行排气操作，确信管内无气泡存在后才进行正常实验。
（1）排除水位计中气泡的方法
反复开、闭针阀，让水位计的水位迅速上升、下降，即可排除水位计内气泡，然后关闭针阀，这时针阀以后的管道形成连通管，两水位计的液面处于水平位置，调整标尺，使两水位计标尺具有相同的起始数。
（2）U形压差计的排气
首先开动水泵，让水流经U形管测点所在的管路，打开U形管顶上的两个小考克，此时气泡连同水流一齐流出，待水流均匀，无气泡夹带，排气操作即算完成。
如果打开考克，无水排出或者还吸气进去，表示测点负压，可增大主管内的流速，即能出现正压而排水。
八、实验记录（附表）
直管摩擦系数及管件阻力系数测定记录及计算结果见表1-1。 名称及规格 测压孔距离 m
U形压差计指示液π形压差计指示液
九、数据整理要求
1、将测定的数据和λ及Re计算结果按表的格式列出，要求附上计算示例； 2、将λ与Re值标绘到双对数坐标纸上；
3、λ与Re的计算，可把其中的常数A、B、A′先行算出，再作计算。
十、问题讨论
1、为什么要排气？如何排除？
2、管件两侧压点的相对位置不同，对实验有无影响？为什么？
3、在双对数坐标上标出绘λ—Re关系曲线并讨论实验现象和结果， 以及不同流型区域下λ—Re曲线的不同。
表1-1 直管摩擦系数及管件阻力系数测定数据及计算结果
直管压差计读数
实验序号
左
右
ΔR
左
右
ΔR
管件压差计读数
膜盒差压计读数
Vs(m3/s)
Re
λ
系数ξ
流体流量
雷诺准数
摩擦系数
局部阻力
8
实验二 流体机械能转换实验
一、实验目的
1、熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其相互转换关系，在此基础上掌握柏努利方程；
2、观察流速的变化规律； 3、观察各项压头变化的规律。
二、基本原理
流体在流动时具有三种机械能：位能、动能、压力能。这三种能量是可以相互转换的。当管路条件改变时（如位置高低、管径大小），它们便会自行转化。在同一管路的任何一个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。
根据柏努利方程：
2
w2pw12p1
++He=Z2++2+∑Hf=C Z1+
2gρg2gρg
上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称为“压头”。表示位能的，称之为位压头；表示动能的，称为动压头（或速度压头）；表示已消失的机械能的，称为损失压头。
1）当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液位高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。
2）测压孔处液体的位压头（hz）则由测压孔的几何高度决定。
3）当测压孔由上述方向转为正对水流方向时，测压管内液位将上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该水流动能的大小。这时测压内液位总高度则为静压头（h静）与动压头（ha）之和，称为冲压头。
4）任何两个截面上，位压头、静压头、动压头三者总和之差即为损失压头，它表示液体流经这两个截面之间时机械能的消失。
从柏氏方程可看出，在不同情况下，各压头之间的转化规律从实验中的各项测得值及
计算结果看，得到了很好的验证。
三、实验步骤
1、开动循环水泵，关闭出口阀A，观察各测压管液面高度，转动测压手柄，观察液面高度，验证静压原理，作记录。
2、转动手柄，使测压小孔正对流动方向，然后打开阀门，观测各测压管液面高度，此时所读数据代表此流量时的冲压头，并用流量筒、秒表测量流量，记录数据。在流量相同的情况下，转动手柄，使测压孔垂直于水流方向，观测各测压管液面高度，此时所读数据代表此流量时的静压头，记录数据。各点总压头之差则为管道阻力损失。
继续开大阀A，测取流量、压头，记录数据。对比前后两组数据，看压头损失比与流量比之间的关系。
3、运用柏氏方程，确定各测点各项压头，并解释各点压头变化。
4、验证毕托管原理：用毕托管公式计算平均流速，然后与实测平均流速比较。首先求： 出各测点中心线上的总速度（即最大流速wmax）
ωmax=2gha
利用此毕托管公式求出各点wmax，然后求各测点截面上平均流速。
1）管子中心线上最大雷诺数Remax=2）20℃时水密度ρ及粘度μ； 3）根据Remax与
dωmaxρ
μ
；
ωωω
的关系图查出值，然后求平均流速ω=ωmax×，式中ωmaxωmaxωmax
Q4Q
=?2。式中单位为m/s，Fπd
ωmax为前求出之值，从而得到平均流速ω，而实际流速ω实=
通过计算得值，验证毕托管公式在任何情况下符合。
5、改变流量，重做上述几项实验内容，实验完毕，先关阀A、后关泵，将测压手柄恢复原位，待用。
表2 实验数据整理
五、思考题
1、讨论柏努利方程的意义及在实验中的具体体现。 2、此实验为何不涉及内能的转化？
3、毕托管公式在哪种情况下不适用？为什么？
实验三 板框压滤机过滤常数的测定
一、实验目的
1、了解板框压滤机的构造，熟悉板框压滤机的操作。 2、测定恒压下过滤方程式中常数K、qe及te。 3、测定洗涤速率与过滤速率之间的关系。
二、实验原理
1、过滤操作是分离悬浮液中所含固体颗粒的有效方法之一，过滤速率取决于以下基本因素：推动力、滤饼厚度、滤饼及悬浮液的性质、悬浮液的温度，可用方程式（1-1）表示为如下形式：
dVP1?sA2
=dtμγ'×(V+Ve)
对不可压缩滤饼：s=0，γ'=γ，则
(1?1)
PA2dV=
μγ0×(V+V0)dt
式中γ0为常数，在恒压过滤情况下，P是常数，令
K=
则式（1-2）简化为：
dqK=
dt2(q+qe)
此即为不可压缩滤饼在恒压情况下的过滤微分方程式。 2、整理上式得：
dt22=q+qe
KdqK
将dt/dq对q标绘可得一条直线，其斜率为2/K，纵轴上的截距为及qe，至于te可由下式计算：
(1?2)
V2P
和=q μγ0xA
(1?3)
(1?4)
2
qe，因此能求出KK
qe2
te=
K
Δt
来代替。 Δq
(1?5)
dq/dt是滤液量为q时的过滤速率的常数，在记录实验数据时，若各数据点的时间间隔与全部过滤时间相比不大，则也可以用增量比
三、实验装置流程
本实验采用的小型板框压滤机，滤框尺寸160mm×160mm×25mm。用压缩空气搅拌。搅拌后，将压缩空气送入搅拌桶内，使悬浮液上方维持一定的压强，作为输送悬浮液的动力。
过滤压强是利用悬浮液输送管路上的阀门控制，并在靠近压滤机的部分有压强表指示。从滤板及洗涤板下方流出的流液，用滤液接受器收集并计量。
在压滤机固定机头上，在悬浮液入口的另一侧，有洗涤液入口，与自来水相接，管路上也有控制洗涤水压强的调节阀和测压表（此表系与输送悬浮液管路上的压强表通用）。搅拌桶内悬浮液上方的气压，可由放空阀控制。
四、实验步骤
1、先将滤布覆盖在滤框上，注意通道必须对准，滤布必须铺平，如有折叠，将会发生泄漏，本实验采用两板一框，其他板内通道用盲板堵住，将板、框按秩序装好，将机头螺栓压紧。
2、将约质量浓度10%的CaCO3悬浮液贮于搅拌桶内。
3、启动空压机（空压机运转前，检查是否有异物卡住），打开阀11，通压缩空气对悬浮液进行搅拌数分钟。
4、关闭搅拌用压缩空气阀11，压紧加料盖，打开加压阀门10，待压力调整到稍大于过滤压强时，迅速开启调节阀9，并使过滤压强维持不变，滤液开始流出时，按动秒表，每流出0.5L记录一次时间，直到滤液不再继续流出为止。
5、在0.4及0.6(kg/cm2)的过滤压强下进行两次恒压过滤实验。
6、当进行后一次实验时，即在0.6 kg/cm2的情况下过滤时，过滤大约进行至使所得滤液量约为总量的90%时为止（估计），记录所获得的滤液，然后在相同的压强下用自来水洗
滤浆浓度 [质量百分浓度] 滤浆温度 [℃] 过滤面积 [m2]
表1 实验数据的记录
序号
ΔΔV(L)
Δt/Δq(s/m)
六、实验报告
1、根据实验数据，将Δt/Δq对q在坐标纸上进行标绘，计算出各常数值K、qe、te。 2、计算洗涤速率与最终过滤速率的比值。
实验四 CHR-1型传热实验
一、实验目的
1、学习传热系数及传热膜系数的测定方法。
2、学习如何运用实验方法求出描述过程规律的经验公式。 3、应用传热学的概念和原理分析强化传热过程等问题。
二、实验内容
测定空气在圆形直管或螺旋槽管中作湍流流动时的传热系数α及传热准数方程。
三、原理简述
本实验所用的冷流体为空气，热流体为水蒸气。 1、传热系数K
分析冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程，先由热流体把热量传给固体壁面一侧，然后由固体壁一侧传给另一侧，再由壁面另一侧把热量传给冷流体。整个换热过程即由对流传热——导热——对流传热三部分组成。
就整个传热过程而言，在单位时间内热流体向冷流体传递的热量，可由传热速率基本方程式表示：
q=KAΔtn
则
K=
式中：K——传热系数，w/m2.k； q——传热速率，w。 若流体在换热过程中无相变化，则
q=W1C1(t1?t2)q=W2C2(t2?t2)
式中：W1、W2——冷、热流体的流量，kg/s；
(1?3)(1?4)
q
AΔtn
(1?2) (1?1)
C1、C2——冷、热流体的比热，J/kg.K； t1、t2——冷、热流体进出口温度，K； T1、T2——热流体进出口温度，K；
A——换热设备的传热面积，m2，由实验装置的尺寸标出； Δtm——传热平均温度差，K。
从上述可知，只要在实验中测出冷流体—空气的流量及进出口温度，即可求出传热系数K值。
2、传热膜系数
当气体以湍流方式通过套管的内管而为套管环隙中的热流体加热时，传热系数可近似地按下式计算：
K=
1
++α1λα2
(1?5)
式中：α1——管内壁面对冷流体的传热膜系数，W/m2.K； α2——热流体对管外壁面的传热膜系数，W/m2.K； δ——管壁厚度，m；
λ——管子的传热系数，W/m2.K。
本实验中，所采用的套管换热器，蒸汽在管外冷凝，空气在管内作强制对流，热交换过程的热阻集中在管内壁面上的层流内层（即管内壁面对空气的对流传热的热阻中）。因此蒸汽冷凝的热阻1/α2与管壁的热阻δ/λ两项都可忽略，所以可近似地取K≈α1。
根据式（1-2）可以求出α1。
3、管内强制对流传热膜系数的准数方程式
液体在圆形直管中作强制对流时的准数关联式，可写如下形式：
Nu=f(Re,Pr)
对空气，Pr准数为一常数（不随T、P而变），故
Nu=f(Re)
若将上述函数关系式写成指数形式，即
Nu=ARen
(1?6)
实验结束，先关蒸汽、再停风机。
五、实验数据记录和整理
室温 ℃； 空气密度 kg/m3；
加热管长 1.224 m； 加热管内径 17.8 mm。 大气P= mmHg； 加热蒸汽表压Ps= kghf/cm2； 孔流系数C0=0.855 管形
数据记录表
计前表管子压差P 流量计示热电偶示值×0.2= mv
mmH2O
值R mmH2O
序
号 压RP
mmHg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度计示值
ET（1）ET（2）ET（3）ET（4）进口 出口 进口 出口 壁温 蒸汽
自由端
六、问题讨论
1、测取数据时，为什么要排出管中空气？ 2、若α1不可用K代替，应如何求算α1？ 3、在实验过程中如何判别过程是否达到稳定？
4、将实验结果整理出准数方程式与教材中相对应的经验式做比较，并分析影响K、α1
的因素？
5、若需增大K和α1，应采取何种措施？
实验五 间歇式、全回流精馏实验
一、实验目的
1、了解精馏装置的构造与流程；
2、学习精馏操作方法，熟悉液体比重测量的方法； 3、测定全回流时精馏塔的全塔效率。
二、设备、流程及原理说明
1、设备简介及流程
整套设备分塔和仪表柜两部分，设备主体是一个由七块板组成的筛板塔。塔内径为
50mm，板间距为100mm，筛板孔径为2mm，每板开孔数为12，蒸馏釜为卧式，其直径为200mm，长为300mm。塔顶装有蛇管式冷凝器，蛇管为φ10×1紫铜管，以水作冷却剂，用LZB10型转子流量计控制水的流量，蒸馏釜用管式电加热器加热，最大功率为1KW，釜压力用YEJ-101型压力指示仪指示。塔顶、塔底分别装有WZB-BA玻璃热电阻温度计测量温度，并以仪表柜上的XCZ-102型动圈温度指示仪指示读数。
整个装置流程和设备结构如图示。
2、原理说明
本实验采用乙醇—水二元物系。已知该二元物系的气液相平衡数据（见附表）即可作出气液相平衡图（y—x图）。通过测定料液组成xf，馏出液组成xD，残液组成xw及回流比
R，利用图解法求出理论塔板数NT（梯板数减一），可求出NT与实际塔板数NP的比值即为全塔效率。
ET=
NT
×100% NP
但在上述运用作图法求理论极数的过程中，须在y—x力站作出操作线，如在全回流的条件下（本实验采用全回流），R=∝，则操作线与y—x图的对角线相重合。
三、操作步骤
1、备料：配制浓度为25度左右的乙醇—水溶液（用酒精表量度），用比重天平测定出此料液的比重d，然后查附表换算为重量百分数a，再用如下公式换算为摩尔分率：
a
x=
a(1?a)+4618
2、将上述配制好的料液取出5公升左右，用玻璃漏斗一次加入到蒸馏釜内，关上进口旋塞。
3、打开电热加热器开关，调整电压至220V。
。 4、用转子流量计调节进入冷凝器冷却水量（可调至80L/h左右）
5、通过玻璃塔节，观察蒸汽上升的情况，并注意塔底、塔顶的温度及塔釜压力变化情况。在塔底温度上升至79℃左右时，最下层塔板上液体开始沸腾，当上、中、下三块可见塔板的沸腾现象一致，塔顶温度维持定值（75℃左右）时，即表明塔内全回流操作已达到。
6、从塔顶取样口放出不稳定操作前的冷凝液体，然后在维持塔顶温度不变的稳定状态下，保持全回流操作10分钟左右。
7、从冷凝器取样口（12）和塔釜底排液口（1）分别取样100ml左右，置于锥形瓶中，盖好瓶塞，用自来水冷却至室温，再用比重天平测了各自的比重d，换算成摩尔分率。
8、实验结束时停止加热，将冷凝器及塔釜内的液体全部放出。
四、实验记录和数据计算表
1、实验记录和数据计算表
实验板数NP= 块； 流量计读数： l/h；
稳定操作（全回流）时温度：塔底 ℃，塔顶 ℃。
2、作出y—x图。
。 3、用作图法求出理论板数NT= 块（不包括塔釜即梯级数减一）
4、计算出全塔效率。
五、本实验所需数据
1atm下乙醇—水的气液平衡数据（均为乙醇的摩尔百分数）。 液相 气相 液相 气相 液相 气相 液相 气相
乙醇—水混合物比重与重量百分数换算表 浓度（重量%）
比重（15℃/4 比重（20℃/4 浓度（重量%） 浓度（重量%） 比重（20℃/4
比重（15℃/4 比重（15℃/4
浓度（重量%） 0.85990.84770.83540.80850.79360.85860.84340.83100.80420.7893
比重（15℃/4
0.8836
℃）
比重（20℃/4
0.8911
℃）
六、问题讨论
1、实验条件下是否在泡点温度下回流，对操作线有何影响，进而对全塔效率有何影响？ 2、昆明地区的大气压强约为610mmHg，远低于760mmHg，这对全塔效率会有什么影响？
实验六 吸收系数的测定
一、实验目的
由于吸收影响较广，对于不同系统及不同设备，吸收系数各不相同，也不可能有一个通用的计算式，因此，有必要学习其测定方法，以便工程上对各种不同类型设备进行测定，同时通过此实验熟悉吸收操作，巩固所学知识。
1、了解填料吸收塔的结构及操作方法； 2、掌握总传质系数的测定方法；
3、了解气体通过填料层的压强降与流速及与喷淋密度的关系。
二、实验任务
1、测定填料塔的流体力学特性； 2、测定规定操作条件下的总传质系数； 3、分析操作条件对传质系数的影响。
三、实验原理
1、填料塔的流体力学特性
填料塔的流体力学性能上主要包括气体通过填料层的压强降、液泛气速、持液量等。这些流体力学特性是设计填料塔的主要因素。压强可以确定消耗的动力，液泛气速是计算塔径的重要数据。压强降常用单位高度的填料的压强降表示。即ΔP/Z，此数值与气速有关，与喷淋密度有关。
2、总传质系数的测定
吸收过程可表示为：G=KYFΔYm
式中：KY是以气相比分子分数差为推动力的传质总系数，也就是吸收系数，单位为
[kmol/h.m2]。在确定值KY，就必须求出以下各值：
1）G：单位时间内吸收的组分量，[kmol/h]。 由物料平衡得：G=V
r10
(Y1?Y2) M
式中：V为空气流量 [标准m3/h]
V=V'
T0P0P1P2
T1T2
式中：V′——转子流量计所示空气流量，[m3/h]；
T0、P0——标准状态下的温度及压力；
； T1、P1——转子流量计标定状态的温度（20℃）及压力（760×133.322Pa）
T2、P2——测定状态下的温度、压力；
?kmol组分?
Y1、Y2——进出塔气体组成?， ?
?kmol载体?Y1=
nNH3n空气
，气体kmol数n=
P0VT0'
，VNH3=VNH
3
RT0P01012
×NH3%r20T1T2
(m3/h)
3'
式中，VNH为氨气系统转子流量计示值，单位为（m/hr），其余同上。但氨气系统的3
r10、r20分别标定介质（空气）及98%氨在标态下的密度[kg/Hm3]，r10=1.293、r20=0.781。
Y2由尾气分析得。
2）F：两相接触面积[m2]，F=aV填料=a
π
4
D2Z。
式中，a为填料单位面积的有效表面积[m2/m3]，a=atη 式中：at填料比表面积，at=399.57[m2/m3]；
Z为填料层高度[m]，此塔Z=0.865；D：塔内径，D=0.105m。 3）ΔYm：传质平均推动力，ΔYm=
Y1?Y2
r2
dr∫r?r*r1
，一般用图解积分法求解，但此实验溶液
浓度较稀，平衡关系服从于亨利定律，y*=mx。平衡线是直线的情况下，可用：
(Y1?Y1*)1?(Y2?Y2*)2
ΔYm=*
(Y?Y)ln11*1
(Y2?Y2)2
求解。
式中，Y*：平衡时的气相浓度[比分子数]，下标1、2分别表示进、出塔。 求Y*： 用比分子数Y1*=
mX
≈mX1
1+(1?m)X
E
，其中P为混合气体总压（绝对压强），P=大气压+塔顶P
式中：m为平衡常数，m=
表压+1/2塔内压差；E为亨利常数（绝对压强）由表1查得：
X：由物料平衡计算，L(X1?X2)=V(Y1?Y2)其中L为水流量[kmol/h]，L=
r10
M
V水r水M水
，由此求出X。
表1 液相浓度5%以下的亨利系数与温度关系
温度（℃）
E
4）求KY：KY=
G
。 FΔYm
5）尾气分析：本实验中，尾气是NH3和空气的混合气体，其导热系数很接近，故采用化学分析法。
①流程图
尾气通过吸收管，当其中的氨刚好被硫酸中和时，若所通过气体体积为V0（ml ）（标（标态），则尾气的浓度为Y2=准状态），被吸收的氨为V0NH3（ml）
V0NH3V0空
（比分子数），
V0空：由湿式气体流量计测量，可换成标态下的。
V0空=
P1T0
V' P0T1
V’——流量计所量体积。
脚标0，1——分别为标态及测定时状态；
P1——实际上等于大气压强，可取本地区大气压强。
V0NH3=22.1VsNs
Vs、Ns——分别为硫酸毫升数及当量浓度。
?T1P0VsNs
由此：Y2=22.1??TP?V'
?01
??? ?
四、实验装置及流程
本实验装置名称：XS-I型填料吸收塔 填料规格12×12×1.3mm拉西瓷环 填料高度Z=865mm 塔径D=105mm
1、风机；2、空气调节阀；3、油分离器；4、空气流量计；5、填料塔；6、栅板； 7、排液管；8、莲蓬头；9、尾气调节器；10、尾气取样器；11、稳压器；12、考克； 13、吸收盒；14、湿式气压流量计；15、水总阀；16、水过滤减压阀；17、水调节阀； 18、水流量计；19、塔压差计；20、塔顶表压计；21、空气表压计；22、温度计； 23、氨瓶；24、氨瓶阀；25、氨自动减压阀；26、氨压力表；27、氨压力表； 28、缓冲罐；29、膜式减压阀；30、转子流量计；31、氨表压计；32、闸阀。 氨气由氨瓶（23）供给，开启氨瓶阀（24），经自动减压阀（25），缓冲罐（28）再经调节阀（33）及转子流量计（30）到空气管中。空气由叶氏鼓风机（1）供给，经油分离器（3）和转子流量计（4）在管中与氨气汇合成一定比例的混合气体送入吸收塔（5）的塔底，由调节阀（2）调节空气流量，尾气由尾气调节阀（9）排除。水经阀（17）及转子流量计（18）送到塔顶，由喷淋器（8）均匀地分布在填料上。吸收后的溶液经塔底液封管（7）流出塔外，塔底经塔顶均装有测压计与单管压差计（19）、（20），以便测量全塔的流体阻力。
五、操作步骤
1、开动鼓风机，使空气流量控制在35m3/h以下。 2、开启进水口阀门，调节水量，在75~120l/h范围内。
3、开启液氨瓶，调节减压阀，控制出口压力在（1.0~1.5）×9.806N/cm2表压，调节流量低于1.0m3/h，注意调节好缓冲罐压力在（1.0~1.5）×9.806N/cm2后，再开针形阀，调流量。
4、待以上各流量稳定后，即读数，并开始尾气分析，记录数据，然后调节不同流量四次，分别重复上述测定四次。注意：须在尾气分析完后，才能调节流量。
5、实验完毕，先关氨阀，关水，然后关闭鼓风机，洗涤尾气吸收管。
六、实验数据记录
实验数据表
项目
序号 流量计值（m3/h）
空气
计前表压（133.322Pa）
温度（K） 流量计值（m3/h）
氨气
计前表压（133.322Pa）
温度（K） 流量计值（l/h）
水
温度（K） 空气体积（L）
吸收浓硫酸体积
温度（K）
（ml）0.0439N
尾气浓度
大气压（133.322Pa） 塔顶表压（98.0665Pa） 填料层压差（98.0665Pa）
数据处理
序号
吸收组分G（kmol/h） 喷淋密度W（m3/m2.h）
表面效率η 两相接触面积F（m2） 平均推动力ΔYm
KY[kmol/m2.h] Y1（kmol组分/kmol载体）
七、问题讨论
1、尾气组成是否可以根据物料衡算求出？为什么要进行分析？ 2、随空塔气速的增加，氨的回收率有什么变化？
3、当气体温度与吸收温度不同时，应按哪个温度查取亨利系数？理由？ 4、要提高氨水浓度有什么办法？（不提高进气中氨的浓度）。会带来什么问题？
实验七 干燥实验
一、实验目的
1、了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理； 2、掌握物料干燥速率曲线的测定方法；
3、培养学生活用基本概念的能力，并使学生对改变操作条件下对不同干燥阶段有不同影响有所了解。
二、实验原理
在工作中，凡从固体物料中，借热能使水分汽化，而经惰性气体带走以去除水分的方法，称为固体的干燥或简称干燥。由于干燥过程系水分从固体内部借扩散作用达到表面，并以固体表面借热能而汽化，故干燥系传质（扩散）过程，其本质为去除的水分从固体中转移到气相中去，固相即为被干燥的物料，气相即为干燥介质。这一过程得以进行，必须使干燥物料表面上蒸汽压强超过干燥介质（例如空气）的蒸汽分压强，这样才能使物料表面的水分汽化，而正是由于表面水分不断汽化，物料内部水分方可继续扩散到表面。
开始的一段为直线，以后的一段为曲线，直线和曲线的交接点临界点，临界点时物料的湿度称为临界湿度。
物料的干基湿度是指每千克绝干物料中所含水分的千克数，这一湿度有时也用百分数表示。
2、干燥速率曲线
干燥速率曲线一般有两种标绘方法：一种是干燥速率对干燥时间进行标绘，一种是干
分数表示，则为：
u=
dW
kg/m3?sAdt
(1?1)
式中：A——被干燥物料的汽化面积；
t——干燥所需时间； W——汽化水分质量。
因为dW=?Gcdx，故（1-1）式可写成：
u=
dW?Gcdx?Gc?Δx?
==??AdtAdtA?Δt?
(1?2)
式中：Gc——湿物料中绝对干料的质量(kg)；
x——湿物料含水量[kg(水)/kg(绝对干料)]； 负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少。
?Gs1?GcGs2?Gc
?GcΔx=Gc??GGcc?
?
??=Gs1?Gs2 ?
式中：Gs1-Gs2为两次湿物料质量之差。
三、实验设备
13、晶体管继电器；14、汽式阀门；15、接地保护线。
四、实验步骤
1、事先将试样放在电热干燥室箱内，用90℃左右的温度烘约 2小时，冷却后称量，得出试样绝干质量。
2、实验前将试样加水约100克，稍候片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量。
3、检查天平是否灵敏，并配平衡，往湿球温度计加水，通电让风机转动，调节阀门至预定风速值（孔板压差计40×9.80665Pa），然后调导电温度计至预定值（80℃），待温度稳定后，打开干燥室门，将湿试样放入。
4、立即加砝码使天平接近平衡，但砝码稍轻，待水分干燥至天平指针平衡时开动第一个秒表（实验使用了两个秒表）。
5、减去3克砝码，待水分再干燥至天平指针平衡时，停第一个秒表，同时立即开动第二个秒表，以后再减3克砝码，如此往复进行，至试样接近平衡水分时为止。
五、实验数据整理
1、干燥速率（u）
表1 实验数据记录表 序号 湿试样质量Gs（g）时间间隔（分、秒）
试样物料：
试样尺寸：长、宽、厚的毫米数：
试样绝干质量：Gc=
开始时湿试样质量：Gs=
2、湿物料含水量（x）
与上项干燥速率相对应的湿物料含水量(x)应为：两次绝对干基湿含量平均数。 例如：x1?2=x+x4x1+x2 ;x3?4=3
22
3、干燥速率曲线
将表1的计算结果标绘在图上。从作出的干燥速率曲线可以了解湿料干燥过程的机理。
六、注意事项
1、风机启动后蝶阀不能关死，否则电热器就会因空气不流动而过热引起损坏。 2、随时注意温度控制，避免导电温度计发生超温失控和欠温失控。超温失控：当温度达到控制值时，被控制的介质（热空气）的温度理应停止上升，但由于继电器失灵或由于辅助加热器热量太大，温度还继续上升，这叫超温失控。欠温失控：当温度低于控制温度时，继电器已使电热丝通电，但温度仍然上不去，这种情况叫欠温失控。
设备启动初期应注意监视导电温度计温度变化，看情况加减辅助加热器，确信继电器控制正常后才让其自由运行。运行中必有专人注意监视导电温度计的温度变化，万万不可粗心大意，以免损坏导电温度计和实验设备。
3、随时注意天平的灵活性，避免发生卡住现象，影响实验的顺利进行。
七、问题讨论
1、完成本实验需测哪些数据？为什么要测这些数据？
2、恒定的干燥条件是指哪些条件？
3、为什么要测定物料的干燥速率曲线？
4、强化干燥方向。
范文四：环境工程原理
第三章：流体流动
1.边界层理论：
（1）普兰德边界层理论要点：①当实际流体沿壁面流动时，紧贴壁面处存在一层非常薄的区域 ，在此区域内流体的流速很小，但速度分量沿壁面法向的变化非常迅速，即速度梯度很大，依牛顿粘性定律可知，在Re较大的情况下即使对于黏性很小的流体，其黏性力依然可以达到很高的数值，因此它所起的作用与惯性力同等重要。这一区域称为边界层或流动边界层，也称为速度边界层。在边界层内不能全部忽略黏性力。②边界层外的整个流动区域称为外部流动区域。在该区域内，法向速度梯度很小，因此黏性力很小，在大Re情况下，黏性力比惯性力小得多，因此可将黏性力全部忽略，近似看作理想流体流动。 （2）形成原因（绕平板流动的边界层）：流体沿x轴方向以均匀来留速率u0向平板流动，当其到达平壁前缘时，紧靠避免的流体因黏性作用而停留在壁面上，速率为零。这一层流体通过“内摩擦”作用，是相邻流体层受阻而减速，该层流体进而影响相邻流体层，使之减速。随着流体的向前流动，在垂直于避免地发现方向上，流体逐层受到影响而相继减速，流速由壁面处的零而逐层变化，最终达到来留速率u0,。这样在固体平板上方流动流体分成两个区域，壁面附近速度变化较大的区域即边界层，流动阻力主要集中在这一区域。通常将流体速率达到来流速率99%时的流体层定义为边界层。 2.流体流动的阻力损失：
（1）阻力损失产生的原因：阻力损失起因于黏性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物体前后压强差引起的形体阻力
（2）影响因素：流体流动阻力损失的大小取决于流体的物性、流动状态和流体流道的几何尺寸与形状等。
A、雷诺数大小：湍流下摩擦阻力较层流大，层流下摩擦阻力虽小但形体阻力较大。
B、物体的形状：非良绕体形体阻力是主要的，良性绕体摩擦阻力是主要的。 C、物体表面粗糙度：越粗糙摩擦阻力越大。
第四章：热量传递
1.导热：导热是指依靠物质的分子原子和电子的振动、位移和相互碰撞而产生热量传递的方式。
（1）气体：气体分子做不规则热运动时相互碰撞的结果。 （2）固体：晶格振动和自由电子的迁移
（3）液体：结构介于气体和固体之间，分子可作幅度不大的位移，热量的传递既靠分子的振动，又靠分子间的相互碰撞。 2.对流传热：
（1）概念：指流体中质点发生相对位移而发生的热量传递过程。这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。由于流体中的分子同时进行着不规则的热运动，因此对流必然伴随着导热。当流体流过某一固体壁面时，所发生的热量传递过程称为对流传热。根据引起流体质点位移的原因，分为自然对流传热和强制对流传热。 （2）区别：对流传热与热传导的区别在于前者存在流体质点的相对位移，而质
点的位移将使对流传热速率加快。
（3）自然对流传热：由于流体内部温度的不均匀形成密度差，在浮力作用下流体发生对流而发生的传热过程。
（4）强制对流传热：是指由于水泵、风机或其他外力引起流流体动而发生的传热过程。
（5）传热机理：
①层流：在层流情况下，流体层与层之间无流体质点的宏观运动，在垂直于流动方向上，热量的传递通过导热进行。
②湍流边界层内存在层流底层、缓冲层和湍流中心三个区域，流体处于不同的流动状态。在靠近壁面的层流底层中，只有平行于壁面的流动，热量传递主要依靠导热进行，符合傅里叶定律；在湍流中心，与流动垂直方向上存在质点的强烈运动，热量传递主要依靠热对流，导热所起的作用很小；在缓冲层中，垂直于流动方向上的质点的运动较弱，对流与导热作用大致相等，温度梯度较层流底层小。 （6）传热边界层：壁面附近因传热而使流体温度发生较大变化的区域称为传热边界层，也称为热边界层或温度边界层。 （7）影响对流传热的因素：
①物理特性：流体的物性（密度、比热容、导热系数、黏度） ②几何特性：形状、尺寸、方位、粗糙度 ③流动特征：流动起因、状态、有无相变
3.热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。
第五章：质量传递
一、环境工程中常遇到的传质过程： 1.两相间的传质：
①气体的吸收——气相与液相间的传质； ②萃取——液-液两相间的传质；
③吸附、膜分离、生物膜反应——在气/液相和固相之间传质； 2.单相中的传质
①流体流过可溶性固体表面溶质在流体中的溶解； ②气固相催化反应
二、质量传递的基本原理 1.传质机理：（1）分子扩撒：由分子的微观运动引起的（慢），分子扩散往往伴随着垂直于相液面方向上流体的流动，从而使组分的扩散通量增大；（2）涡流扩散：由流体微团的宏观运动引起（快） 2.菲克定律：由浓度梯度引起的组分A在z方向上的质量通量=-(分子扩撒系数)*（z方向上组分A的浓度梯度）。分子扩散系数：扩散物质在单位浓度梯度下的扩散速率，表征物质的分子扩散能力。低密度气体、液体和固体的扩散系数随温度的升高而增大，随压力的增加而减小。 三．分子传质
1.单向扩散：由组分A、B组成的双组分混合气体，假设组分A为溶质，组分B为惰性气体，组分A向液体界面扩散并溶于液体，而没有物质从液相向气相做相反方向的传递，这种现象可视为单向扩散。（总通量＝流动所造成的传质通量
＋叠加于流动之上的分子扩散通量）；
2.等分子反向扩散：在一些双组分混合体系的传质过程中，当体系总浓度保持均匀不变时，组分A在分子扩散的同时伴有组分B向相反方向的分子扩散，且组分B扩散的量与组分A相等，这种传质称为等分子反向扩散。
四．对流传质：对流传质是指运动着的流体与相界面之间发生的传质过程，也称为对流扩散。
1.对流传质过程的机理：
在层流流动中，相邻层间流体互不掺混，在垂直于流动的方向上只存在由浓度梯度引起的分子扩散，扩散通量依据费克第一定律，但其扩散通量明显大于静止时的传质。这是因为流动加大了壁面处的浓度梯度，从而使壁面上的扩散通量增大。在湍流流动中，流体质点在沿主流方向流动的同时，还存在其他方向上的随机脉动，从而造成流体在垂直于主流方向上的强烈混合。因此湍流流动中，在垂直于主流方向上，除了分子扩散外，更重要的是涡流扩散。
2.传质边界层：与流动边界层和传热边界层相似，将壁面附近浓度梯度较大的流体层称为传质边界层，也称为浓度边界层。
第六章：沉降
1.沉降分离的一般原理和类型：其基本原理是将含有颗粒物的流体置于某种力场中，使颗粒物与连续相的流体之间发生相对运动，沉降到器壁、器底或其他沉积表面，从而实现颗粒物与流体的分离。按作用力场的不同可分为：重力场沉降、离心力场沉降、电场沉降、惯性力场沉降。 2.重力沉降速率：ut=
4(ρp-ρ)dpg
3ρc0
（1）层流区：斯托克斯公式ut=
1ρp-ρ18
μ
gd
2p
0.6p
（2）过渡区：艾伦公式ut=0.27
(ρp-ρ)gd
p
Re
ρ
(ρp-ρ)gd
p
（3）湍流区：牛顿公式ut=1.74
ρ
（4）机理：利用非均相混合物中待分离颗粒与流体之间的密度差，在重力场中所受的重力不同，将颗粒物从流体中分离。
（5）重力沉降对象：水与废水中颗粒物的分离、气体净化去除废气中颗粒 3.沉降速度计算：ut=4.沉降分离设备：
（1）平流式沉淀池、降尘室：t停=
lui
=Vqv
;t沉=
hut
Re
p
μ
dpρ
；CD=
4dp(ρp-ρ)g
3ρut
2
；CDRe
2p
=
4dpρ(ρp-ρ)g
3μ
2
3
（2）颗粒物在沉淀池或降尘室中能够被分离的条件：t停≥t沉；
Vqv
≥hut
,qv≤
Vuth=utlb
5.离心沉降：旋流器、离心沉降机
（1）离心沉降速率：相应于临界直径dc的颗粒沉降速度为：
utc=
4(ρp-ρ)dprω
3ρCD
2
1ρp-ρ18
（2）主要性能指标：ut=
But
18μrmBdcρpui
2
2
μ
rmωd
2
2p
=
ρpdcui18μrm
22
t沉=
=
;t停=
2πrmNui
（3）分离效率：a.总效率指进入分离机的全部粉尘中被分离下来的粉尘的比例：
η0=
ρ1-ρ2
ρ1
?100%
b.粒级效率表示进入旋风分离器的粒径为di的颗粒被分离下来的比例：
ηi=
ρi1-ρi2
ρi1
?100%
；η0=∑xmiηi
drdc(ρp-ρ)dt
18μ
2
（4）离心沉降机：沉降速率：
18μqv
r2r1
ut=
rω
2
；
dc=
πhω(ρp-ρ)(r-r)
2
2221
ln
（5）机理：将流体置于离心力场中，依靠离心力的作用来实现颗粒物从流体中分离沉降的过程。
（6）设备：旋风分离器——气体非均相混合物；旋流分流器——液体非均相混合物；离心沉降机——悬浮液的固、液分离。
第七章：过滤
1.过滤过程：混合物中的流体在推动力作用下通过过滤介质时，流体中的固体颗粒被截留，而流体通过过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。 2.过滤介质：固体颗粒、织物
3.二种过滤分类：表面过滤、深层过滤、多孔固体、多孔膜 （1）表面过滤：采用的过滤介质的孔一般要比待过滤流体的固体颗粒的粒径小，
过滤时这些固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐累积成滤饼，此时沉积的滤饼亦起过滤作用，因此表面过滤又称滤饼过滤。
（2）深层过滤：利用过滤介质间的间隙进行过滤的过程，其特征是过滤发生在过滤介质内部。以固体颗粒为过滤介质，切过滤介质床层具有一定厚度。流体中的悬浮颗粒物随流体在流经介质床层的过程中，附着在介质上而被去除。深层过滤实际上是流体通过颗粒过滤介质床层的流动过程。
第八章：吸收
1.概念：吸收是依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度或化学反应活性不同，而将气体混合物分离的操作过程。
2.吸收的过程：吸收操作基本上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程，所用的液体溶剂称为吸收剂，混合气体中能显著溶于液体溶剂的组分称为溶质。 3.吸收类型：按溶剂和吸收剂之间发生的作用分为物理吸收和化学吸收。
（1）物理吸收：气体溶质与吸收剂不能发生明显反应，而是由于在吸收剂中的溶解度大而被吸收，称为物理吸收。
（2）化学吸收：如果溶质与吸收剂（或其中的活性成分）发生化学反应而吸收、则称为化学吸收。
4.亨利定律：在稀溶液条件下、温度一定总压不大时。气体溶质的平衡分压和溶
=Ex 解度成正比：p*A
A
（1）亨利系数E：取决于物系的特性和体系的温度，反映了气体溶质在吸收剂中溶解的难易程度。E越大，气体越难溶。
（2）如果溶质的溶解度用物质的量浓度表示，则亨利定律写为：p*=A（3）如果溶质在气液两相中的组成均以摩尔分数表示：y*=mxA A5.传质过程方向的判断：
yA>yA*；xA>xA，气相到液相，吸收；反之则为解吸
*
cAH
6.物理吸收过程机理：①溶质由气相主体传递至气、液两相界面的气相一侧，即气相内的传递；②溶质在两相界面由气相溶解于液相，即相际传递；③溶质由相界面的液相一侧传递至液相主体，即液相内传递。
7.化学吸收：化学吸收是气相中的溶质A被吸收剂吸收后，与吸收剂或其中的活性化学组分B发生化学反应的过程，这是气、液相际传质和液相内的化学反应同时进行的传质过程。
8.影响化学吸收速率的因素：①溶质的扩散速率；②活性组分的扩散速率；③化学反应速率；④反应产物扩散速率
9.选择吸收剂的原则： 对溶质的溶解度要大；对溶质有较高的选择性；
不易挥发； 较低的粘度，不易起泡；解吸性能好，便于再生；良好的化学稳定性、热稳定性、无毒、无易燃易爆等；廉价、易得。
10.亨利定律的应用：a判断传质过程的方向；b计算相际传质过程的推动力；c确定传质过程的极限
第九章：吸附
1.吸附概念：吸附是通过多孔固体物料与某一混合体系接触，有选择的使体系中的一种或多种组分附着与固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。
2.吸附对象：作为被分离对象的体系可以是气相也可以是液相，因此吸附过程是发生在“气—固”或“液—固”体系的非均相界面上。
物理吸附：由吸附质分子与表面分子间存在的范德华力所引起的，当吸附剂表面分子与吸附质分子间的引力大于流体相内部分子间的引力时，吸附分子就被吸附在固体表面上，这种吸附也称为范德华吸附。特点：①气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结，故物理吸附热较小，与相应气体的液化热相近；②气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大；③物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脱附速率都较快；任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附，没有选择性；④物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附;⑤被吸附分子的结构变化不大,不形成新的化学键，故红外、紫外光谱图上无新的吸收峰出现，但可有位移；⑥物理吸附是可逆的；⑦固体自溶液中的吸附多数是物理吸附。
3.化学吸附：由吸附剂和吸附质之间发生化学反应引起的，化学吸附的强弱取决于两种分子间的化学键力的大小。
4.几种常用的吸附剂：活性炭、活性炭纤维、炭分子筛、硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛
5.常用吸附剂的主要特征（吸附剂的选取）：
①吸附容量大：吸附容量取决于吸附剂表面积的大小；
②选择性强：为了实现对目的组分的分离，吸附剂对要分离的目的组分应有较大的选择性，吸附剂的选择性越高，一次操作的吸附就越完全；
③稳定性好：吸附剂应有较好的热稳定性，在较高温下解吸再生其结构不会发生太大的变化，同时还应具有耐酸耐碱的良好化学稳定性；
④适当的物理特性：吸附剂应具有良好的流动性和适当的堆积密度，对流体的阻力较小。另外还应具备一定的机械强度，以防止在运输和操作过程中发生过多的破碎，造成设备堵塞或组分污染； ⑤廉价易得
6.吸附剂的选择依据（用途）： （1）活性炭（成型、破碎、粉末）：溶剂回收、碳氢气体分离、气体精制、溶液脱色、水净化、气体除臭
（2）硅胶：气体干燥、溶剂脱水、碳氢化合物分离等 （3）活性氧化铝：气体除湿、液体脱水等 （4）活性白土：油品脱色、气体干燥等 8.吸附的脱附：（1）物理吸附：平衡状态下吸附剂上吸附质的分压等于气相中该组分的分压，气相分压下降或温度上升则被吸附的气体很容易的从吸附剂表面发生脱附。（2）化学吸附：化学吸附往往是不可逆的，不能脱附。
补充章节一：中和
1.中和概念：用化学法除去废水中过多的酸或碱，使废水的PH值达到中性左右的过程
2.废水处理：酸性废水——以碱或碱性氧化物为中和剂（石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠、氧化镁）；碱性废水——以酸或酸性废水为中和剂（盐酸、硫酸、硝酸）
3.废水中和处理方法分类：①酸性废水与碱性废水中和法；②药剂中和法；③过滤中和法
4.过滤中和法：酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法。仅适用于酸性废水处理
5.过滤中和法的优缺点：①优点：沉渣量少，出水PH值比较稳定，操作简单；②缺点：需定期倒床，劳动强度较高，进水酸度受到限制。
6.药剂中和的工艺流程：废水+中和剂—混合反应池—沉淀池—出水（沉淀池—污泥—机械脱水或污泥干化场—）
7.用化学中和法处理含氟酸性废水工艺流程：
含氟废水—调节—中和（加石灰粉）—沉淀（加PAM凝絮剂）—清液排放（污泥干化回收）
补充章节二：沉淀
1.化学沉淀法：向废水中投加某些化学试剂，使之与废水中的某些溶解物质发生化学反应，生成难溶性的沉淀物的方法
2.分级沉淀：当溶液中有多种离子都能与同一种离子生成沉淀时，可通过溶度积原理来判断生成沉淀的顺序。
3.化学沉淀的方法分类：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法 4.还原沉淀法——处理含铬废水：六价铬还原为三价铬用石灰反应生成氢氧化铬沉淀，用到的还原剂硫酸亚铁、硫化钠、硫酸钠
补充章节三：氧化还原
1.分类：药剂法、电化学法、光化学法 2.药剂氧化还原法
（1）处理对象：废水中的氰离子、硫离子、亚铁离子、二价锰离子
（2）影响因素：①物质的本性；②催化剂；③反应温度；④反应物浓度；⑤溶液PH值
3.氯氧化法处理含氰废水
(1)废水来源：电镀、炼焦以及一些化工厂 （2）局部氧化阶段:
CN
-
+OCl
-
+H2O→CNCl+2OH;CNCl+2OH
-
--
→CNO
-
-
+Cl
2-
-
+H2O
完全氧化阶段：2CNO
+OCl
-
→CO2↑+N2↑+3Cl↑+CO3
（3）工艺流程：废水—集中池—第一反应池（加氧化剂、碱）—第二反应池（加酸、氧化剂）—排水
4.水处理工艺流程：黄河水库—原水泵房—（混凝剂、高锰酸钾复合药剂）—澄清池—滤池—（消毒）—出水
补充章节四：混凝
1.处理对象：水和废水中的微小悬浮物和胶体杂质
2.混凝：包括凝聚、絮凝，是水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程 3.影响混凝的因素：浊度、水温、PH值、共存杂质、混凝剂、水力条件 4.混凝要求：混凝效果好、对人体无害、使用方便、货源充足价格低廉
补充章节五：气浮
1.气浮法：通过某种技术产生大量的微气泡，使其与水中悬浮固态或液态微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力作用下，上浮至水面形成浮渣而刮除，从而使悬浮于水中的固态或液态微粒得到分离的过程。 2.去除对象：水中密度接近于1的悬浮颗粒
3.气浮法处理工艺的条件：向水中提供足够量的微气泡；使水中污染物颗粒呈悬浮状态；使气泡与水中悬浮颗粒产生粘附作用。
范文五：《环境工程原理》
《环境工程原理》复习资料
1、土壤污染物：主要有重金属、挥发性有机物、原油等。
2、土壤污染物的危害：
（1）通过雨水淋溶作用，可能导致地下水和周围地表水的污染；
（2）污染通过土壤颗粒物等形式能直接地为人或动物所吸入；
（3）通过植物吸收而进入食物链，对食物链上的生物产生毒害作用。
3、量纲：用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为量纲。
4、流速：一般情况下，液体的流速取0.5~3.0m/s，气体则为10~30m/s。
5、流体的流动状态：层流和湍流。
（1）层流：当流体流速较小时，处于管内不同径向位置的流体微团各自以确定的流速沿轴向分层运动，层间流体互不掺混，不存在径向流速，这种流动形态称为层流或滞流。
（2）湍流：当流体流速增大到某个值之后，各层流体相互掺混，应用激光测速仪可以检测到，此时流体流经空间固定点的速度随时间不规则的变化，流体微团以较高的频率发生各个方向的脉动，这种流动形态称为湍流或紊流。
6、剪切力：（内摩擦力）是流体内部相邻两流体层的相互作用力。单位面积上所受到的剪切力称为剪切应力。
7、普兰德边界层：即使对于空气、水这样粘性很低的流体，粘性也不能忽略，但其影响仅限于固体壁面附近的薄层，即边界层。
理论要点：
（1）当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域，在此区域内，流体的流速很小，但速度分量沿壁面法向的变化非常迅速，，即速度梯度很大，依牛顿黏性定律可知，在Re较大的情况下，即使对于μ很小的流体，其黏性力仍然可以达到很高的数值，因此它所起的作用与惯性力同等重要。这一区域称为边界层。在边界层内不能全部忽略黏性力。
（2）边界层外的整个流动区域称为外部流动区域。在该区域内，法向梯度速度很小，因此黏性力很小，在大Re数情况下，黏性力比惯性力小得多，因此可将黏性力全部忽略，将流体的流 动近似看成是理想流体的流动。
8、热量传递的方式：热传导、对流传热和辐射传热。
（1）热传导：指通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
（2）对流传热：指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，通常也指流体与固体壁面之间的热传递过程。这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。
（3）辐射传热：是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的原因而放出辐射能的过程，称为辐射。
9、导热系数：
（1）气体的导热系数随温度升高而升高；
（2）除水和甘油外，液体的导热系数随温度升高而减小；
（3）非金属中，石墨的导热系数最高，具有耐腐蚀性能，是制作耐腐蚀换热器的理想材料。
10、蒸汽冷凝传热：
（1）膜状冷凝：若冷凝液能够润湿壁面，则在壁面上形成一层液膜，壁面完全被冷凝液所覆盖，蒸汽只能在液膜表面上冷凝，此种冷凝称为膜状冷凝。
（2）珠状冷凝：若冷凝液不能够润湿壁面，则由于表面张力的作用，在壁面上形成液滴，
并逐渐长大，最后沿壁面落下，此种冷凝称为珠状冷凝。
11、影响冷凝传热的因素：（1）流体的物性；（2）冷凝液膜两侧的温差；（3）蒸汽流速和流向；（4）不凝性气体。
12、强化换热器传热过程的途径：
（1）增大传热面积；（2）增大平均温差；（3）提高传热系数。
13、传质过程：
（1）吸收与吹脱：
吸收：根据气体混合物中个组分在同一溶剂中的溶解度不同，使气体与溶剂充分接触，其中易溶的组分溶于溶剂进入液相，而与非溶解的气体组分分离。
吹脱：化学工程中将被吸收的气体组分从吸收剂中脱出的工程称为解吸，当利用空气作为解吸剂时，称为吹脱。
（2）萃取：利用液体混合物中各组分在不同溶剂中溶解度的差异分离液体混合物的方法。
（3）吸附：当某种固体与气体或液体混合物接触时，气体或液体中的某一或某些组分能以扩散的方式从气相或液相进入固相，称为吸附。
（4）离子交换：依靠阴、阳离子交换树脂中的可交换离子与水中带同种电荷的阴、阳离子进行交换，从而使离子从水中除去。
（5）膜分离：以天然或人工合成的高分子薄膜为分离介质，当膜的两侧存在某种推动力时，混合物中的某一组分或某些组分可选择性地透过膜，从而与混合物中的其他组分分离。
14、粒级效率：有时把旋风分离器的粒径效率绘成dp/d50的函数曲线。d50是粒径效率为50%时的颗粒直径，称为分割粒径。
15、电除尘器：
（1）组成：由放电电极和集尘电极组成（电晕极、集尘极、粉尘极、荷电尘粒、未荷电尘粒、电晕区）。
（2）原理：包括气体电离、粒子荷电、荷电粒子的迁移、颗粒的沉积与清除四个过程。
16、惯性沉降：利用由惯性力引起的颗粒与流线的偏离，使颗粒在障碍物上沉降的过程。
17、过滤分类：
（1）按过滤机理分：表面过滤和深层过滤。
①表面过滤：采用的过滤介质的孔一般要比待过滤流体中的固体颗粒的粒径小，过滤时这些固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐积累成滤饼，此时沉积的滤饼亦起过滤作用。 ②深层过滤：通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中。由固体颗粒堆积而成的过滤介质层通常较厚，过滤通道长而曲折，过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物的粒径。
（2）按促使流体流动的推动力分：重力过滤、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。
18、深层过滤过程中悬浮颗粒的运动：
（1）迁徙行为：系流体中的悬浮颗粒运动到滤料层空隙表面的行为。
（2）附着行为：当颗粒迁移到滤料表面时，由于颗粒和滤料之间的相互作用力而使颗粒粘附在滤料表面的行为。
（3）脱落行为：当颗粒与滤料表面的结合力较弱时，附着在滤料上的颗粒物有可能从滤料表面上脱落下来的行为。
19、吸收的定义及应用：
（1）定义：依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度（或化学反应活性）的不同，而将气体混合物分离的操作过程。
（2）应用：净化原料气、精致气体产品、分离获得混合气体中的有用组分等。
20、双膜理论：
（1）相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的停滞
气膜和停滞液膜。
（2）在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。
（3）在膜层以外，气、液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力；溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。
21、传质单元：指通过一定高度的填料层传质，使一相组分的变化恰好等于该段填料中的平均推动力，这样一段填料层的传质称为一个传质单元。
22、吸附分离操作的应用：
（1）气体或溶液的脱水及深度干燥，如空气除湿等。
（2）气体或溶液的除臭、脱色及溶剂蒸汽的回收，工厂排气中稀薄溶剂蒸汽的回收、去除等。
（3）气体预处理及痕量物质的分离，如天然气中水分、酸性气体的分离等。
（4）气体的大吸附量分离，如从空气中分离制取氧、氮，沼气中分离提纯甲烷等。
（5）石油烃馏分的分离，如对二甲苯与间二甲苯的分离。
（6）食品工业的产品精制，如葡萄糖浆的精制。
（7）环境保护，如副产品的综合利用回收，废水、废气中有害物质的去除。
（8）其他应用，如海水中钾、铀等金属离子的分离富集，稀土金属的吸附回收，储能材料等。
23、常用吸附剂的主要特性：
（1）吸附容量大；（2）选择性强；（3）稳定性好；（4）适当的物理特性；（5）价廉易得。
24、交换容量：离子交换树脂的交换容量是树脂最重要的性能，它定量地表示树脂交换容量的大小。又可区分为全交换容量和工作交换容量。
25、影响离子交换树脂选择性的因素：离子的水化半径、离子的化合价等。
（1）离子的水化半径：离子大小影响其与离子交换树脂交换的容易程度。
（2）离子的化合价：离子的化合价越高，其与树脂的亲和力越强，越容易被树脂交换。
26、离子交换速度的影响因素：
（1）离子性质：化合价和离子大小； （2）树脂的交联度； （3）树脂的粒径；
（4）水中离子浓度； （5）溶液温度； （6）流速或搅拌速度。
27、膜分离的特点：
（1）膜分离过程不发生相变，与其他方法相比能耗较低，能量的转化效率高；
（2）膜分离过程可在常温下进行，特别适用于对热敏感物质的分离；
（3）通常不需要投加其他物质，可节省化学药剂，并有利于不改变分离物质原有的属性；
（4）在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，有利于回收有价值的物质；
（5）膜分离装置简单，可实现连续分离，适应性强，操作容易且易于实现自动控制。
28、反渗透：依靠外界压力使溶剂从高浓度侧向低浓度侧渗透的过程。
29、大分子物质或颗粒物被微滤或超滤所分离的主要机理：
（1）在膜表面及微孔内被吸附（一次吸附）；
（2）溶质在膜孔中停留而被去除（阻塞）；
（3）在膜面被机械截留（筛分）。
30、浓差极化：
当含有不同大小分子的混合液流动通过膜面时，在压力差的作用下，混合液中小于膜孔的组分透过膜，而大于膜孔的组分被截留。这些被截留的组分在紧邻膜表面形成浓度边界层，使边界层中的溶质浓度大大高于主体溶液中的浓度，形成由膜表面到主体溶液之间的浓度差。
浓度差的存在导致紧靠膜面的溶质反向扩散到主体溶液中的现象。
