第二?/p>
1.
某一湖泊的容积为
10 * 10
6
m
3
,
上游有一未被污染的河流流入该湖泊?/p>
流量?/p>
50
m
3
/s
。一工厂?/p>
5
m
3
/s
的流量向湖泊排放污水,其中含有可降解污染
物,浓度?/p>
100 mg/L
。污染物降解反应速率常数?/p>
0.25d
-1
。假设污染物在湖?/p>
充分混合。求稳态时湖中污染物的浓度?/p>
解:设稳态时湖中污染物浓度为
m
?/p>
,则输出的浓度也?/p>
m
?/p>
?/p>
由质量恒算,?/p>
1
2
0
m
m
q
q
k
v
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
……………………?/p>
带入数值为
?/p>
?/p>
6
5
100
5
50
10
10
0.25
86400
0
m
m
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
.
解得
m
?/p>
=5.96 mg/L
………………………………………………?/p>
2.
一条河流的上游流量?/p>
10.0 m
3
/s
?/p>
氯化物的浓度?/p>
20.0 mg/L
?/p>
有一条支?/p>
汇入?/p>
流量?/p>
5.0 m
3
/s
?/p>
氯化物浓度为
40.0 mg/L
?/p>
视氯化物为不可降解物质,
系统处于稳定状态,试计算汇合点下游河水中氯化物浓度。假设在该点两股
流体完全混合?/p>
解:因为系统处于稳定状态且完全混合,所?/p>
1
1
2
2
1
2
(2
)
20.0*10.0
40.0*5.0
=
/
=26.7
/
2
10.0
5.0
v
v
m
v
v
q
q
q
q
mg
L
mg
L
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
分)
故汇合点下游河水中氯化物浓度?/p>
26.7mg/L
3.
有一个总功率为
100MW
的核反应堆,其中
2/3
的能量杯冷却水带走,?/p>
考虑其他能量损失?/p>
冷却水来自于当地的一条河流,
河水的流量为
100m3/s
?/p>
水温?/p>
20
℃?/p>
?/p>
1
?/p>
如果水温允许上升
10
℃,冷却水需要多大的流量?/p>
?/p>
2
?/p>
如果加热后的水返回河中,问河水的水温会上升多少摄氏度?/p>
解:输入冷却水的热量?/p>
2
1000
666.7
3
Q
MW
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
1
?/p>
以冷却水为衡算对象,设冷却水的流量为
v
q
,热量变化率?
m
p
T
q
c
?/p>
。根据热量衡算定律,?/p>
3
10
4.183
10
666.7
v
q
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
,求?
3
15.94
/
v
q
m
s
?/p>