固体基质

一、固体基质的种类

按基质的组分来分类可分为：

无机基质砂子、砾石、珍珠岩、蛭石、岩棉、矿棉、陶粒、聚乙烯、聚丙烯、酚类树脂、尿醛泡沫塑料、炉渣

有机基质草炭、泥炭、木屑、秸秆、稻壳、树皮、棉籽壳、蔗渣、椰糠

二、固体基质的作用

1.支持固定植物

2.保持水分

3.保持和提供营养

4.提供氧气

5.缓冲作用

三、对固体基质的要求

植物的根系直接与基质接触，因此基质的理化性质对根系的吸水、吸肥，呼吸等生理活动影响很大。

（一）理想基质应具备的条件

1.适于种植多种植物，适于植物各个生长阶段的生育。

2.容重轻，便于搬运。

3.总孔隙度大，达到饱和吸水量后，尚能保持大量通气孔隙，有利于植物根系的贯通和扩展。

4.吸水率大，持水力强，减少浇水次数；同时，多余的水分容易排除，不易发生湿害。

5.具有一定的弹性和伸长性，对根系的固定性好又不妨碍根系生长。

6.浇水少时不易断裂而伤根，浇水多时不粘妨碍根系呼吸。

7.绝热性好，基质温度稳定不伤根

8.基质不带病、虫、草害

9.不会因高温、冷冻、化学药剂处理而发生变形变质，便于重复使用时基质消毒。

10.基质具有一定的肥力，对养分的供给和pH值有一定缓冲能力，又不会对营养液和pH有干扰。

11.pH值易调节。

12.不污染环境。

（二）基质的物理特性

1.容重是以基质干重/基质体积来表示（g/cm3）

容重主要受基质密度（质地）和颗粒大小的影响，反映了基质的疏松程度。容重过大，总孔隙度小，基质紧实。这种基质透水、透气性差，影响根系生长，栽培效果差，操作管理难。容重过小，总孔隙度大，基质疏松，通气性好，但是基质易干，需经常浇水，管理麻烦，基质易漂浮，根系固定不好。一般基质容重以0.1～0.8g/cm3为好。实际上对于容重小而吸水多的基质，湿容重更能说明问题。

2.总孔隙度指基质中持水空隙和通气空隙的总和占基质体积的百分数

总孔隙度=(1-容重/比重)×100

孔隙度大基质疏松，容纳的空气与水的量大，有利于根系生长，但对根系的固定和支撑差。反之孔隙度小，基质紧实，气水容纳量较少，不利于根系伸展，需频繁供液。大空隙占5%

以下属低孔隙度，占5～30%属中等孔隙度，大于30%属高孔隙度。高孔隙度的基质持水量低，容易干燥。一般总孔隙度在54～96%较适宜。

3.气水比（大小空孔隙比）是指在一定时间内，基质中容纳气、水的相对比值，通常以基质的大孔隙和小孔隙之比来表示，并以大孔隙值作为1。大空隙是指基质中空气占据的空间，即通气孔隙，孔隙直径0.1mm以上；小孔隙是指基质中水分占据的空间，即持水孔隙，孔隙直径在0.001～0.1mm范围内（毛管水）。用下式表示：

大小孔隙比=通气孔隙（%）/持水空隙（%）

总孔隙度只能反映在基质中空气和水分能容纳的空间总和，不能反映基质中空气和水分各自能容纳的空间。而大小孔隙比能够反映出基质中气与水之间的状况，是衡量基质优劣的重要指标，与总孔隙度一起可全面的表明基质中气和水的状态。如果大小孔隙比大，说明空气容量大而持水容量小，即贮水力弱而空气容量大；反之，如果大小孔隙比小，则空气容量小而持水量大。一般基质的气水比在1∶2～4范围内为宜，此时基质持水量大，通气性好。如果用孔隙度衡量就是总孔隙度中同时能够提供20%的大孔隙和20～30%的小空隙。

4.颗粒大小（粒径）是指基质颗粒的直径大小，用毫米表示。基质颗粒大小直接影响基质的容重、总孔隙度和大小孔隙比。基质颗粒越小容重越大、总孔隙度越小，大小孔隙比越小；反之亦然。一般基质颗粒可分五级：<1mm、1～5mm、5～10mm、10～20mm、20～50mm。以0.5～5mm为好，小于0.5mm的颗粒最好不超过基质总量的5%。当然不同基质适宜的粒径大小不同，砂粒粒径以0.5～2.0mm为宜，陶粒以10mm内为宜。栽培基质应有较好的形状，不规则的颗粒表面，但不具棱角，有较大的表面积，能够保持较多水分，多孔结构颗粒内部保持水分。此外基质应具有抗分解能力，以免栽培日久颗粒由大变小，基质孔隙度办校，容重改变。由于多数基质的理化特性不够理想，因此生产中多采用混合基质，基质混合后的体积要小于原来材料的体积的总和。

表2 基质的物理性状

基质种类容重

（g/cm3）

比重

（g/cm3）

总孔隙度

（%）

大孔隙

（%）

小空隙

（%）

气水比持水

量（%）

适宜粒

径

（mm）

土 1.10 2.54 66.0 21.0 45.0 1:2.14

砂子 1.5~1.8 2.62 30.5 29.5 1.0 1:0.03 小0.5~3 炉渣0.78 54.7 21.7 33.0 1:1.51 1~5.0 蛭石0.07~0.2

5

2.61 95~13

3.5 25.0 108.5 1:

4.35 大55 0.75~8

珍珠岩0.03~0.1

6

2.37 60.3 29.5 30.75 1:1.04 大3~4

岩棉0.06~0.1

1

96~100.0 64.3 35.75 1:0.55 大

草炭0.2~0.6 1.55 77~84 5~30 72~54

棉籽饼

菇渣

0.24 74.9 73.3 26.69 1:0.36

木屑0.19 78.3 34.5 43.75 1:1.26

炭化稻

壳

0.15 82.5 57.5 25.0 1:0.43

脲醛泡

沫

0.01-0.02 829.8 101.3 726.0 1:7.13

砾石 1.5~1.8 小 1.6~20

膨胀陶

粒

0.5~1.0 小0.5~1.0

蔗渣0.12~0.2

8

90.8 44.5 46.3 1:1.04

树皮0.1~0.3 2.00

松树针

叶

0.1~0.25 1.90

（三）基质的化学特性

1.基质的酸碱度（pH值）主要影响根系环境的酸碱度，而且酸碱度过高及过低都会使某些

元素沉淀，造成缺素症。一般植物生长适宜的pH=5.6～7,因此基质的pH=6～7较好。石灰

质的砾石和砂子富含碳酸钙（CaCO3），供液后溶入营养液中，使pH升高，发生铁沉淀，造

成植物缺铁，故不适合作基质使用。酸性或碱性基质在使用前应用水洗、用酸碱调节。

基质酸碱度的测定方法：取1份基质加5份蒸馏水（体积比）混合、充分搅拌，1小时后采

用酸度计测定。

2.基质的盐基交换量（CEC）是指基质的阳离子代换量，即在一定酸碱条件下，基质含有的

可代换性阳离子的数量。以100g基质代换吸收阳离子的毫克当量数（me/100g基质）来表示。盐基代换量表示基质对养分的吸附能力，对养分和pH值的缓冲能力。但是也会影响营

养液的平衡，使人们难以控制营养液的组分。基质的盐基代换量越大则缓冲能力越强。基质

缓冲能力大小顺序：有有机基质>无机基质>惰性基质>营养液。高位草炭的盐基代换量为140～160me/100g、中位草炭的盐基代换量为70～80me/100g、蛭石的盐基代换量为100～150me/100g、树皮的盐基代换量为70～80me/100g，砂、砾、岩棉等惰性基质的盐基代换

量为0.1～1.0me/100g。盆栽时基质的盐基交换量在10～100me/100cm3比较适宜。

3.基质的电导率（EC）表示基质中已经电离盐类的溶液浓度。一般用毫西门子/厘米（mS/cm）

表示。反映基质中原来带有的可溶性盐分的多少，直接影响营养液的平衡，一般不宜超过1000mg/kg，最好≤500mg/kg。基质中含有一定的盐分可为植物提供一定的营养，但是电导

率过高会影响营养液的平衡，且造成盐害。一般花卉栽培基质的电导率小于0.37～0.5 mS/cm

时（相当于自来水）必须施肥，电导率达到1.3～2.75 mS/cm时一般不用施肥，栽培蔬菜作

物时基质的电导率应大于1 mS/cm。

4.基质的化学成分及稳定性基质的化学物质的种类、含量，及发生化学变化的难易程度，直

接影响营养液的平衡，同时也为植物提供养分。在无土栽培中要求基质有很强的化学稳定性，不含有毒物质，以减少营养液受干扰的机会，保持营养液的化学平衡。

表3 几种基质的营养元素含量

基质种类全氮

（%）

全磷

（%）

速效

磷

mg/L

速效

钾

mg/L

代换钙

mg/L

代换

鎂

mg/L

速效铜

mg/L

速效锌

mg/L

速效铁

mg/L

速效硼

mg/L

菜田

土

0.106 0.077 50.0 120.5 324.7 330.0 5.78 11.23 28.22 0.425

炉渣0.183 0.033 23.0 203.9 9247.5 200.0 4.00 66.42 14.44 20.3 蛭石0.011 0.063 3.0 501.6 2560.5 474.0 1.95 4.00 9.65 1.063 珍珠

岩

0.005 0.082 2.5 162.2 694.5 65.0 3.50 18.19 5.68

岩棉0.084 0.228 1.338*

棉籽

壳

2.20 2.26 0.17*

0.54 0.049 66.0 6625 884.5 175.0 1.36 31.30 4.58 1.29 炭化

稻壳

1.89 0.137 0.77* 5.37* 0.528*

玉米

芯菇

渣

河砂0.01 99.2 307* 727* 318*

0.84 677 1.43* 0.494* 0.289*

玉米

秸

麦秸0.44 686 1.28* 0.309* 922*

0.21 226 0.27* 0.689* 666*

杨树

木屑

注：*为百分数（%）

5.基质的碳氮比碳氮比高的基质由于微生物的活动对氮的争夺，会导致植物缺氮。C/N值在

200:1～500:1属中等，小于200:1属低等，大于500:1属高等，一般基质栽培要求碳氮比宜

低，不宜高，通常碳氮比在30:1左右较为适宜。

表4 基质的化学特性

基质种类PH CEC（me/100g）EC（mS/cm）C/N

砂子 6.5~7.8

炉渣 6.8水洗

蛭石 6.5`~9

珍珠岩 6.0~6.3

岩棉 6.3~8.3 低

草炭3~6.5

棉籽饼菇渣 6.4

木屑 6.2

炭化稻壳 6.5

泡沫塑料

砾石

膨胀陶粒 4.9~9

蔗渣

树皮 4.2~4.5

松树针叶

四、几种固体基质的特性

（一）无机基质

1.岩棉白色或浅绿色。容重为0.06～0.11g/cm3，总孔隙度96～100%，大孔隙为64.3%，小

空隙为35.7%，气水比1:0.55，吸水力强，pH值为6.0～8.3,碳氮比和盐基代换量低，属惰性

基质。因此，岩棉体轻，易般运；理化性状稳定；高温合成不带病菌；吸水力强，水分供给

充足；水分张力小，容易沤根。应控制供液量，同时通过控制岩棉高度了来控制岩棉的含水

量，一般高度为10～15 为宜，使水分沉入下层。新的岩棉pH值较高，一般在7～8，可用

磷酸或硫酸冲洗使其pH值下降；不宜腐烂，育苗后定植到土壤中造成污染。

2.砂容重1.5～1.8%g/cm3，总孔隙度30.5%，大孔隙29.5%，小空隙1.0%，气水比1:0.03,pH6.5～

7.8，碳氮比和持水量均低，没有盐基代换量，电导率0.46mS/cm，适宜粒径为0.5～3mm。

因此，砂子容重大，搬运及更换基质时不方便；持水性差，便于排水通气，但不利于保水保

肥，气水比矛盾大，缓冲能力差，对营养液配方、灌液量和灌液次数要求严格，管理麻烦，

灌液应少量多次。砂子的大量元素含量少，但含有一定的微量元素Fe、Mn、B等，但是有时会引起微量元素中毒，特别是在酸性条件下，应进行化学分析后使用。砂子还含有氧化钙应清洗后使用，石灰性砂子含有大量的氧化钙，一般含量超过20%的不能作基质使用。砂子属惰性基质，大量元素含量少，不会影响营养液浓度平衡，带菌少，消毒容易。

3.砾石砾石容重大，一般为1.5～1.8g/cm3，不便搬运和管理，要求栽培槽坚固。砾石属惰性基质，不具有盐基代换量，保水保肥能力差，排水性好，通气性好，坚硬不宜碎，使用粒径为1.6～20mm，其中1/2的砾石粒径13mm左右。砾石的化学组成差异很大，一般以非石灰性砾石为好，不宜采用石灰质的。新砾石对营养液的pH和营养液的组成浓度有一定的影响，使用前应使用磷酸钙处理或频繁换液，降低pH。综上所述，目前使用砾石作基质的越来越少了。

4.蛭石容重小，为0.07～0.25g/cm3，总孔隙度95%，大小孔隙比约1:4,气水比为1:4.34，持水量大，为55%（每立方米蛭石可吸水100～650kg），电导率为0.36 mS/cm，碳氮比低。因此蛭石轻，搬运方便，保水保肥能力强，通气性好。有较强缓冲能力和离子交换能力，矿质营养能适量释放，供植物吸收利用，但氮磷较少，配制营养液时应给予考虑。使用1～2次后结构会破碎，孔隙变小，影响通气和排水。不宜长期使用。pH6.5～9.0与酸性基质混合使用较好，单独使用时应加入少量酸中和。国外园艺用蛭石按直径大小分为4级：3～8mm为1级；2～3mm为2级；1～2mm为3级；0.75～1mm为4级。1级常作为育苗基质，2级最常用。

5.珍珠岩直径为1.5～4mm的灰白色多孔性闭孔疏松核状颗粒，又称为膨胀珍珠岩或“海绵岩石”。是一种轻质团聚体，容重小，为0.03～0.16g/kg3，总孔隙度为60.3%，其中大孔隙为29.5%，小空隙为30.8%，气水比1:1.04,持水量玮0%，电导率为0.31 mS/cm，碳氮比低。因此珍珠岩体轻，易搬运；持水性好（吸水量可达自重的2～3倍），通气性好，易排水；理化性状稳定，所含养分几乎不能吸收利用，盐基代换量低于1.5me/100g，几乎没有缓冲能力和离子交换性能；抗各种理化因子作用，不易分解，不会对营养液产生干扰；带菌少；但受压后易碎；易漂浮，固定性差，适合与其他基质混合使用；其氧化钠含量不宜超过5%。园艺上常用颗粒大小为3～4mm。

6.膨胀陶粒又称多孔陶粒或海氏砾石（Hydite），外壳硬而较致密，色赫红。从切面看，内部为蜂窝状的孔隙构造；质地较疏松，略呈海绵状，微带灰褐色。比重0.3～0.6，容重为0.5～1.0g/cm3，大孔隙多，吸水率为48ml/(L·h)，通气性和排水性好，持水性差。。其pH值4.9～9.0，有一定的盐基代换量，CEC为6～21me/100g，碳氮比低。多数颗粒横径为0.5～1cm，坚硬不宜碎，可反复使用，但是连续使用后表面吸收的盐分易造成小孔堵塞。适合栽培要求通气性好的花卉，不易栽培需水量大的植物和小苗，单独使用多用于循环营养液的种植系统，或与其他基质混合使用，或作为人工土的表面覆盖材料。陶粒单价高于珍珠岩、蛭石等基质，但是可反复使用实际成本并不高。

7.炉渣容重适中为0.78g/cm3，总孔隙度为55.0%，其中大孔隙22.0%，小空隙33.0%；持水量为17%。通气性和排水性好，持水性差，最好不单独使用混合使用中的用量不宜超过60%，使用粒径为1～5mm。炉渣的电导率为1.83mS/cm，含有一定量的大量元素和微量元素，对营养液成分影响大。PH值较高使用前应清洗或用酸碱液中和。炉渣资源丰富，廉价，带菌少。

8.泡沫塑料主要有脲醛泡沫、软质聚氨酯泡沫、酚醛泡沫和聚有机硅烷泡沫等，特别是脲醛泡沫。脲醛泡沫塑料干容重0.01～0.02g/cm3，总孔隙度为827.8%，大孔隙为101.3%，小空隙为726.0%，气水比为1:7.13，最高饱和吸水量可达自重的10～60倍或更多。因此脲醛泡沫体轻，固定性极差，栽培时必须用容重大的基质增重。通气性好，排水性好，持水性强，有弹性，在受到不破坏结构的外力压缩后仍能恢复原状。脲醛泡沫pH为6.5～7.0，可随意

调节；富含氮（36~38%）、磷、钾、硫、锌等元素；色洁白，容易按需要染成各种颜色；无特殊气味；生产中使用酸碱和高温处理不带病虫、草籽。是一种理想的基质，可代替土壤单独使用，也可和其他基质混合使用。单独种植观赏花卉，不需要生长量时，可只浇清水。与建筑保温用岩棉价格相近，比农用岩棉低。

（二）有机基质

1.草炭又叫泥炭。由未完全分解的植物残体、矿物质和腐殖质三者组成。是世界上公认的最好的无土栽培基质之一。草炭容重为0.2～0.6g/cm3（东北高位草炭可低到0.14g/cm3，江苏低位草炭可高达0.97g/cm3），体轻，易搬运；总孔隙度为77～84%，大孔隙为5～30%；持水量为50～55%；含水量为30～40%，自然状态下可达50%以上；因此草炭通气性强，持水量大。草炭的PH值3.0～6.5,个别达到7.0～7.5 ，如果呈酸性可与碱性基质混合使用，或加入白云石粉4～7kg/m3；盐基代换量中等或高，个别可达0.2～0.7me/100g；电导率1.10 mS/cm；碳氮比低或中等；有机质和全氮含量高，如有机质含量达到40%以上，最好与其他基质混合使用，以增加容重，改善结构，混合比例为25～75%（体积比）。草炭可分为三类：（1）低位草炭容重较大，吸水量和通气性较差，不易单独作无土栽培基质。分解度高，氮和灰分含量较高，可直接作肥料使用。

（2）高位草炭分解度低，氮和灰分含量较少，酸性较强（pH4～5），容重较小，持水力、盐基代换量、吸水力、通气性较好，可与其他基质混合使用。

（3）中位草炭形状介于以上二者之间，可用于无土栽培基质使用

2.芦苇末又称人工泥炭。利用造纸厂废弃下脚料—芦苇末，添加一定比例的鸡粪等辅料，在发酵微生物的作用下，堆制发酵合成优质环保型无土栽培有机芦苇末基质。容重0.20～0.4g/cm3，总孔隙度80%～90%，气水比0.5～1.0，电导率1.2～1.7 mS/cm，pH7.0～8.0,盐基代换量60～80me/100g，具有较强的缓冲能力。各种营养元素含量丰富，微量元素的含量基本满足植物生长发育的需要。理化性状基本可与天然草炭相比拟。

3.甘蔗渣经过3～6个月的堆制，增施氮肥处理，蔗渣可以成为与草炭种植效果相当。容重为117g/cm3，大孔隙4

4.9%，小空隙46.3%，气水比1:1.03，pH为4.86~

5.3。蔗渣的粒径为5～15mm。

4．椰糠有名金椰粉、压缩植物培养料，是椰子果实外壳加工后的粉状废料。椰粽或椰壳切成小块可作为栽培基质。未经切细压缩者含有长丝，质地蓬松。经过切细压缩者呈砖状，每块重450g或600g，加水体积可膨大至6000～8000cm3,吸水量为自重的5～6倍，湿容重为0.55g/cm3，PH为5.8～6.7。吸水力强、持水量大、通气性和排水性较好，保肥能力较强，PH、容重适中，价格适中。但是碳氮比较高，容易出现缺素现象。不适合单独使用，与其他基质混合使用，是盆栽培花卉比较理想的基质。

5.腐叶是花卉常用的混合基质的种类之一，不适合单独使用。在秋季将阔叶树叶集中在坑中腐熟，春季使用。有较好的盐基交换量、持水性、透气性，能够为植物提供一个类似有土栽培的理想环境。因此在花卉栽培中越来越受到重视。

此外腐叶、炭化稻壳与其他基质混合使用效果很好。而木屑、树皮、菇渣经过发酵处理，可与其他基质混合使用，但是混合比例不宜过大。菇渣的氮磷含量较好，不宜直接作为基质使用，混合使用时菇渣的比例不应超过40%（体积比）。

（三）混合基质也叫复合基质，是由两种以上的基质按一定比例混合而成。我国很少以商品复合基质出售，多数是由上述几种单一基质混合而成。因为每种基质都有各自的优缺点，因此混合使用可以互相补充完善。

基质混合的原则是基质的理化形状可相互补充，混合后复合基质的理化性状更好；配比合理；以2～3种基质混合为宜；可根据不同作物的需要选择不同种类的基质、不同配比进行混合。比较好的混合基质应使用于各种作物栽培，例如1：1的草炭：蛭石、1：1的草炭：锯末、

1：1：1的草炭：蛭石：锯末、1：1：1的草炭：蛭石：珍珠岩。

（四）基质的消毒

基质可反复使用，但是基质使用后常常带有病菌、虫卵，因此应进行基质消毒。主要方法有蒸汽消毒、化学药剂消毒、太阳能消毒。

1.蒸汽消毒在有蒸汽的地区使用经济实用、效果好，安全，无污染，但是较其他方法比成本高。方法是将基质堆成20cm高，覆盖防水耐高温的布，导入蒸汽，在70～90℃下，消毒1小时。

2.化学药剂消毒成本低廉，效果好，但是应避免药物残毒，安全性差，易造成环境污染。尽管如此，仍然是目前无土栽培中一种常用的消毒方法。

(1) 40%甲醛也叫福尔马林。杀菌效果好、杀虫效果差。40%甲醛稀释40～50倍，喷洒在基质上混匀，每米3基质喷洒药液20～40L，然后覆盖塑料薄膜密闭24小时以上。使用前基质风干两周左右，使药剂挥发避免药剂残留危害。

(2) 氯化苦(Cl3CNO2三氯硝基甲烷) 在15～20℃下效果好。将基质堆成30cm厚，每隔30cm 打一孔，孔深10～15cm，注入氯化苦3～5ml，立即将孔堵住。然后再堆第二层基质，打孔放入药剂。共处理2～3层，然后覆盖塑料薄膜密闭7～10天，使用前基质风干7～8天左右，使药剂挥发避免药剂残留危害。

(3) 威百亩对线虫、杂草和某些真菌有效。施用时1L威百亩加入10～15L水稀释，喷洒在10米3基质上，然后覆盖塑料薄膜密闭15天。

(4) 漂白粉(次氯酸钠或次氯酸钙) 方法简单迅速，特别适于砾石、砂子消毒。配制0.3～1%的药液浸泡基质0.5小时以上，然后用清水冲洗消除残留氯。也可用次氯酸代替漂白粉用于基质消毒。

3.太阳能消毒是一种安全、廉价、简单实用的基质消毒方法。在夏季温室、大棚休闲期间，将基质喷水，使其含水量达到80%，堆成20～25cm高，覆盖塑料薄膜，密闭温室、大棚升温10～15天。

(03)第三章 非均相混合物分离及固体流态化习题答案

第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为 s ，液体的黏度是多少 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2 s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 10 81.11881.9205.126501004.0185 2 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3 t 5 1.2050.12760.04100.3411.8110 du Re ρμ--???===

新版化工原理习题答案(03)第三章非均相混合物分离及固体流态化-题解

第三章 非均相混合物分离及固体流态化 1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m 3，直径为0.04 mm 的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少（2）密度为2 650 kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s ，颗粒的等体积当量直径是多少（3）密度为7 900 kg/m 3，直径为6.35 mm 的钢球在密度为1 600 kg/m 3的液体中沉降150 mm 所需的时间为 s ，液体的黏度是多少 解：（1）假设为滞流沉降，则： 2s t ()18d u ρρμ -= 查附录20 ℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15??=-μ，所以， ()()()m 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.01852 3s 2t =???-??=-=--μρρg d u 核算流型： 3t 5 1.2050.12760.04100.3411.8110du Re ρμ--???===

固体物理学6自由电子论

第六章 自由电子论和电子的输运性质 6-1电子气的费米能和热容量 自由电子气(自由电子费米气体)：自由的、无相互作用的 、遵从泡利原理的电子气。 一 费米能量 1.模型(索末菲) (1)金属中的价电子彼此之间无相互作用； (2)金属内部势场为恒定势场(价电子各自在势能等于平均势能的势场中运动)； (3)价电子速度服从费米—狄拉克分布。 2.费米分布函数 在热平衡时，能量为E 的状态被电子占据的概率是 1 e 1)(B F )(+= -T k E E E f E F ---费米能级(等于这个系统中电子的化学势)，它的意义是在体积不变的条件下，系统增加一个电子所需的自由能。它是温度T 和晶体自由电子总数N 的函数。 随着T 的增加，f (E )发生变化的能量范围变宽，但在任何情况下，此能量范围约在E F 附近±k B T 范围内。 3.费米面 0.a =T ?? ? ??>=<<=F F F 01 )(E E E E E E E f 陡变0 .b ≠T ? ????>>=<<=F F F 0211)(E E E E E E E f

E=EF 的等能面称为费米面。 在绝对零度时，费米面以内的状态都被电子占据，球外没有电子。 T ≠0时，费米球面的半径k F 比绝对零度时费米面半径小，此时费米面以内能量离EF 约k B T 范围的能级上的电子被激发到EF 之上约k B T 范围的能级。 4.求EF 的表达式 E~E+dE 间的电子状态数：E E N )d ( E~E+dE 间的电子数：E E N E f )d ()( 系统总的电子数：? ∞ =０ E E N E f N )d ()( 分两种情况讨论： (1)在T=0K 时，上式变成：? = 0)d (F E E E N N ０ 将自由电子密度N(E)=CE 1/2代入得： () 2 30 2 103 2d ? ==F E F E C E CE N ０ 其中2 3222π2?? ? ??= m V C c () 2 30 2 3222π232F E m V N ?? ? ??= 令n=N/V ，代表系统的价电子浓度

无土栽培基质项目可行性研究报告

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第三章机械分离和固体流态化

第三章机械分离和固体流态化 具有不同物理性质（如密度差别）的分散物质和连续介质所组成的物系称为非均相混合物或非均相物系。 颗粒相对于流体（静止或运动）运动的过程称为沉降分离。流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称为过滤。 工业上分离非均相混合物的目的是：1、回收有价值的分散物质。2、净化分散介质以满足后继生产工业的要求。3、环境保护和安全生产。 第一节颗粒及颗粒床层的特性 ；表 单一的颗粒：1、球形颗粒体积： 面积：；比表面积： 2、非球形颗粒：体积当量直径 形状系数（又称球形度）： ，任何非球形颗粒 的形状系数皆小于1。 不同粒径范围内所含粒子的个数或质量，即粒径分

布。 当使用某一号筛子时，通过筛孔的颗粒量称为筛过量，截留于筛面上的颗粒量则称为筛余量。称取各号筛面上的颗粒筛余量即得筛分分析的基础数据。 颗粒的平均直径：最常用的是平均比表面积直径： 由颗粒群堆积成的床层疏密程度可用空隙率来表示： 床层的比表面积： 壁面附近床层的空隙率总是大于床层内部的，较多的流体必然趋向近壁处流过，使床层截面上流体分布不均匀，这种现象称为壁效应。 第二节沉降过程 沉降操作是指在某种力场中利用分散相和连续相 之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。实现沉降操作的作用力可以是重力，也可以是惯性离心力。因此，沉降过程有重力沉降和离心沉降两种方式。静止流体中颗粒的沉降过程可分为两个

阶段，起初为加速段而后为等速段。 滞流区或斯托克斯定律区（10-4

无土栽培基质培

《无土栽培——基质栽培》 教学目标 知识与技能： 认识基质栽培的条件，了解栽培方法，能完成最简单的基质栽培实践，增强学生的动手实践能力。 过程与方法： 经历动手实践过程，交流合作，体验基质栽培的基本过程方法。 情感态度与价值观： （1）培养学生喜欢植物的情感与呵护植物的爱心，向学生渗透热爱大自然，保护环境的意识。 （2）增强学生的合作意识，培养正确评价自己与他人的劳动，虚心听取他人意见的良好学习品质。 教学重点：学习基质栽培方法，正确完成基质栽培的实践过程。 教学难点：掌握盆与花的搭配、剪枝、入盆等步骤的细节。 教学准备：教师：栽培基质、花卉、垃圾盒 学生：栽种花盆、抹布 教学方法：主要采取探究式、合作式学习方式。 教学过程： 一、回顾旧知： 1．上节课我们认识了一些无土栽培的简单知识，谁能用自己的话说一说什么是无土栽培？无土栽培有什么特点？ 2．基质栽培是无土栽培常见的一种形式，谁来说一说你认识了哪些基质? [意图：回顾“无土栽培”、“基质”两个基本概念，为本课知识的学习做好铺垫。] 过渡：下面我们再来认识一种新的基质。 二、认识新知初步感知 1．认识水晶花泥 观察：（出示未泡的水晶花泥颗粒）你知道这是什么吗？别看它小，它可能长个了，能长到现在大小的70倍。想看看它长大后的样子吗？（出示泡好的水晶花泥）猜猜它是借助什么力量长大的？（水）

介绍：在水中浸泡大约8—10小时，它就会膨胀，变得如水晶般晶莹剔透，所以被称为水晶花泥。它不仅漂亮，而且还含有植物生长的营养成份。水晶花泥与陶粒是最常用的基质。（板书：基质） 体验：请学生观察并摸一摸两种基质，体验两种基质的特点。 [意图：在认识、体验两种基质特点的同时，激发学生继续学习的兴趣。] 过渡：并不是所有的花卉都适合进行基质栽培，我们来认识一些适合基质栽培的植物。 2．认识适合基质培的花卉 （1）观察： 课件：逐一展示适合基质培的花卉图片，请学生在欣赏中谈谈花卉各自的特点。 师引导：提起吊兰我可要多说几句了，把它放在屋中不仅可以起到美化作用，而且还有一大好处，你们知道是什么吗？（生答师可做补充：吊兰有很强的空气净化能力，被人们形象的称之为“空气净化器”。如果我们的屋子里养上两盆吊兰，空气中有毒的物质很快就会被净化干净。） （2）交流：你们知道人们为什么喜欢栽花种草吗？ 生归纳师可引导：美化环境、净化空气，多一株花草，我们的身边就会多一抹绿色，下边也让我们亲自参与其中，一起在基质栽培中体验种植花草的乐趣。（板书：基质栽培） [意图：感受花草在生活中的美化、净化作用，培养学生喜欢植物的情感，渗透热爱大自然，保护环境的意识。] 三、交流探究学习技巧 1．研讨种植过程： （出示成品）这是老师用基质栽培好的花，只需4个必要条件：盆、植物、基质、水，如果让你来完成，你会怎么做呢？ 学生汇报方法。 2．探究具体种植方法 第一步：盆、花选择 师引导：第一项工作要做什么？

无土栽培中固体基质的选用1

无土栽培中固体基质的选用1 无土栽培中固体基质的使用是一个极其重要的环节。固体基质的种类很多，如草炭、岩棉、蛭石、珍珠岩、树皮、锯末、沙、泥炭、稻壳、炉渣、陶粒、各种泡沫塑料等。基质可以一种单独使用，也可多种混合使用。使用时可根据材料来源的难易、价格等条件，选择适合本地区需要的基质。 (一)无土栽培基质应具备的条件 1．要有一定的透水性和保水性。基质的透水性和保水性是由基质颗粒的大小、性质、形状、孔隙度等因素决定的。 2．无毒或不含有毒物质。钠离子、钙离子的含量也不能过高。 3．要有稳定的化学性质。基质中加人营养液和水后，基质的pH要稳定，其化学性质也要稳定不变。 4．价格便宜，容易得到。 (二)基质的作用 1．支持锚定植物。要求植物扎根于固体基质中不致沉埋和倾倒。 2．保持水分。 3．透气。固体基质中透气和持水两者之间存在着对立统二的关系，即固体基质中空气含量高时，水分含量就低，反之亦然。 4．缓冲作用。缓冲作用可以使根系生长的环境比较稳定，即当外来物质或根系本身新陈代谢过程中产生的一些有害物质危害作物根系时，缓冲作用会将这些危害化解。 (三)基质的物理性质 对栽培作物生长有较大影响的基质的物理性质主要有粒径、容重、总孔隙度、持水量、大小孔隙比(气水比)。 1．粒径即基质颗粒的大小，通常用毫米表示。基质颗粒的大小直接影响到基质的容重、总孔隙度和大小孔隙比。同一种基质颗粒越细，容重越小，总孔隙度越大，大小孔隙比越小。因此，生产要求基质的颗粒不能太粗，也不能太细。 2．容重容重指单位体积内干燥基质的重量，用克／升或克／厘米’表示。容重的大小主要受基质的质地和颗粒的大小影’响。基质的容重反映基质的疏松、紧密程度。基质的容重差异很大，同一种基质由于受到压实程度、颗粒大小影响，其容重也存在很大的差异。 3．总孔隙度总孔隙度是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和，以相当于基质的体积百分比(％)表示。总孔隙度可以按以下公式计算： 总孔隙度＝(1—容重／比重)X100％ 总孔隙度大的基质较轻，基质疏松，有利于作物根系生长，但对于作物根系的支撑固定作用较差，易倒伏。总孔隙度小的基质较重，水气的总容重较少。所以生产实践中常常是几种不同颗粒大小的基质混合使用。 4．大小孔隙比大孔隙是指基质中空气也能占据的空间，即通气孔隙；小孔隙是指基质中水分所能占据的空间，即持水孔隙。通气孔隙与持水孔隙的比值称为大小孔隙比。可用下式表示： 大小孔隙比＝通气孔隙(％)／持水孔隙(％) 通气孔隙一般指孔隙直径在0．1毫米以上；持水孔隙一般是指孔隙直径在0．00l～0．1毫米范围内的孔隙。大小孔隙比能够反映出基质中水、气之间的状况。通常，大小孔隙比在1：1.5～4范围内作物都能良好生长。

无土栽培基质

无土栽培基质 凡是不用天然土壤，用基质栽培作物的方法统称为无土栽培；无土栽培目前已成为设施农业的重要内容，也是农业作物工厂化生产的重要形式，是发展高效农业的新途径。无土栽培分为基质栽培和无基质栽培，基质栽培又分为有机基质和无机基质栽培。无土栽培基质是能为植物提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质。它除了支持、固定植株外，更重要的充当养分和水分的载体，使来自营养液的养分、水分得以中转，植物根系从中按需选择吸收。基质栽培的关键是基质种类的选择，基质是无土栽培的基础与核心，因此，基质的的研究也反映了无土栽培的水平，对实际生产具有重要作用。 1.无土栽培基质研究历史 无土栽培的历史虽然很古老，但真正开始于1860 J.Boussingault和Salm-Horstmar对无土栽培基质的研究；发展始于1965年英国温室作物研究所的NFT技术和1968年丹麦Grodan公司开发的岩棉（Rockwool）栽培技术。最早的栽培基质是砂子Salm Horstmar（1871）用石英、河沙、水晶、碎瓷、纯碳酸钙、硅酸以及活性炭作为燕麦的生根基质。随后Hall（1914）用不同级别的沙、粉粒、高岭土栽培羽扇豆和大麦。及后来，蛭石被Woodcock）（1946）用来作为兰花的栽培基质等等。作为无土栽培的基质范围很快扩展。美国、以色列、日本等国家的无土栽培走在世界的前列。我国无土栽培起步较晚，20世纪70年代主要用于水稻无土育秧，80 年代仅在蔬菜工厂化育苗和园林苗木育苗上有所发展。就目前国内设施农业的生产实践看，栽培方式和技术是限制其发展的因素；我国土培存在连作障碍和土壤次生盐渍化的问题，另外，流动水培设施成本高、管理难度大。因而，进行无土基质栽培将是设施农业的主要方向之一。 2.无土栽培基质的主要作用 无土栽培基质的作用包括，固定支持作物、持水作用、透气作用、缓冲作用和提供营养的作用。固体基质是最主要的一个作用，使植物能够保持直立而不致于倾倒的同时给植物根系提供一个良好的生长环境；固体基质都有保持水分的能力，不同基质的持水能力有差异。不同吸水能力的基质可以适应不同种植设施和不同作物类别生长的要求。一般要求固体基质所吸持的水分要能够维持在2次灌溉间歇期间作物不会失水而受害，否则将需要缩短两次灌溉的间歇时间，但这样可能造成管理上的不便；植物根系的生长过程需要有充足的氧气供应，充足的氧气供应对于植物的正常生长起着举足轻重的影响。基质过于紧实、颗粒过细，可能造成基质透气不良；具有物理化学吸收能力的固体基质都有缓冲作用，如泥炭、蛭石等。一般把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用的固体基质称为活性基质。没有物理化学吸收能力的固体基质就不

第五章 固体废物固化

第五章固体废物固化 第一节概述 ?一、固化的定义和方法 ?废物固化是用物理—化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。 ?固化过程有的是将有害废物通过化学转变或引入某种稳定的晶格中的过程 有的是将有害废物用惰性材料加以包容的过程，有的兼有上述两种过程 ?固化所用的惰性材料称为固化剂 ?有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体 ?固化技术可按固化剂分为 ?水泥固化 ?沥青固化 ?塑料固化 ?玻璃固化 ?石灰固化 二、基本要求 固化处理的基本要求包括： ?1.固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等 ?2.固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低 ?3.固化工艺过程简单、便于操作 ?4.固化剂来源丰富，价廉易得 ?5.处理费用低 三、固化效果评价 ?固化处理效果常采用浸出率、增容比、抗压强度等物理、化学指标予以衡量 ?所谓浸出率是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度。?可用浸出率的大小预测固化体在贮存地点可能发生的情况 ?增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值 ?增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项重要指标 ?抗压强度是保证固化体安全贮存的重要指标 ?对于一般的危险废物，经固化处理后得到的固化体，若进行处置或装桶贮存，对抗压强度要求较低， ?控制在0.1~0.5MPa即可 ?如用作建筑材料，则对其抗压强度要求较高，应大于10MPa ?对于放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求大于5MPa，英国要求达到20Mpa

第二节水泥固化 ?水泥固化是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法 一、水泥固化原理 ?水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。 ?水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性 ?采用水泥固化处理各种含有重金属的污泥十分有效 ?在固化过程中，由于水泥具有较高的pH值，使得污泥中的重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等 ?某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的浸出 二、水泥与添加剂 (一)水泥 ?通常用作固化剂的水泥有硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等 (二)添加剂 ?在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量；有时还掺入适宜的添加剂 ?常用的添加剂有吸附剂、缓凝剂、促凝剂和减水剂等 三、水泥固化的化学反应 ?用作固化剂的水泥中最常用的是普通硅酸盐水泥，它的组要成分是硅酸二钙(2CaO·SiO2 )和硅酸三钙(3CaO·SiO2 ) ，固化时发生如下的反应： 3CaO·SiO2 ＋xH2O 2CaO·SiO2 ·yH2O+ Ca(OH)2 ? 3CaO·SiO2 ＋xH2O CaO·SiO2 ·mH2O+ 2Ca(OH)2 ? 四、固化工艺及影响因素 ?水泥固化工艺较为简单，通常是将危险废物、水泥和其它添加剂一起与水混合，经过一定的养护时间形成坚硬的固化体 影响水泥固化的因素很多，主要包括： ?(1)pH值 ?pH值对含重金属污染物的危险废物的固化处理效果有较大影响 ?(2)水、水泥和废物的质量比 ?(3)凝固时间 ?适当控制初凝和终凝的时间 ?通常，初凝时间应大于2h，终凝时间在48h以内 ?(4)添加剂的使用 五、水泥固化法的应用 ?(一)电镀污泥固化处理 ?电镀污泥水泥固化处理时，采用400-500号硅酸盐水泥为固化剂

第三章 机械分离与固体流态化练习题

化工原理单元练习（三） （第三章机械分离与固体流态化） 班级学号姓名 一、填空题 1、描述单个非球形颗粒的形状和大小的主要参数为、。 2、固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有力、力和 力。固体颗粒的自由沉降分为阶段和阶段。 3、沉降速度是指，此速度亦称为速度。 4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比，在牛顿定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比。 5、降尘室的设计原则是时间大于等于时间。 6、理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。 7、分离因数的定义式为。如果颗粒在离心力场内作圆周运动，其旋转半径为0.2m，切线速度为20m/s，则其分离因数为。 8、选用旋风分离器时主要依据是、、。 9、旋风分离器的分割粒径d50是。 10、描述固体颗粒床层特性的主要参数有、、 和。 11、过滤方式主要有、和。 12、板框过滤机由810m m×810m m×25mm的20个框组成，则其过滤面积为。 13、板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率 E d dV ? ? ? ? ? θ 为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率 W d dV ? ? ? ? ? θ 为，所消耗的洗水体积为。 14、用38个635m m×635m m×25mm的框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为：θ4 210 3 06 .0- ? = +q q，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s。则过滤常数K= ，V e= 。 15、用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，已知形成的滤饼的空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比υ= 。 16、根据分离因数可将离心机分为、和。 17、流体通过固体颗粒床层时，当气速大于速度、小于速度时，固体颗粒床层为流化床。 18、流化床的两种流化形式为和。 19、流化床的不正常现象有和。 20、气力输送按气流压力分类，可分为和。按气流中固相浓度分类，可分为和。 二、选择题 1、颗粒的球形度越（），说明颗粒越接近于球形。 A．接近0 B．接近1 C．大D．小 2、在重力场中，微小颗粒沉降速度与（）无关。 A．颗粒几何形状B．粒子几何尺寸 C．流体与粒子的密度D．流体流速 3、一球形固体颗粒在空气中作自由沉降，若沉降在斯托克斯定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。若沉降在牛顿定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。忽略温度变化对空气密度的影响。 A．不变B．增加C．减小D．不确定 4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与其直径的（）次方成正比。

无土栽培基质的选用原则

基质是无土栽培中重要的栽培组成材料，因此，基质的选择非常重要，要求基质不但具有像土壤那样能为植物根系提供良好的营养条件和环境条件的功能，并且还可以为改善和提高管理措施提供更方便的条件。因此，对基质应根据具体情况予以精心选择，基质的选用原则可以从三个方面考虑，一是植物根系的适应性，二是基质的适用性，三是基质的经济性。 （一）根系的适应性 无土基质的优点之一是可以创造植物根系生长所需要的最佳环境条件，即最佳的水气比例。 气生根、肉质根需要很好的通气性，同时需要保持根系周围的湿度达80%以上，粗壮根系要求湿度达80%以上，通气较好。纤细根系如杜鹃花根系要求根系环境湿度达80%以上，甚至100%，同时要求通气良好。在空气湿度大的地区，一些透气性良好的基质如松针、锯末非常合适，而在大气干燥的北方地区，这种基质的透气性过大，根系容易风干。北方水质碱性，要求基质具有一定的氢离子浓度调节能力，选用泥炭混合基质的效果较好。 （二）基质的适用性 指选用的基质是否适合所要种植的作物。一般来说，基质的容重在0.5左右，总孔隙度在60%左右，大小孔隙比在0.5左右，化学稳定性强（不易分解出影响物质），酸碱度接近中性，没有有毒物质存在时，都是适用的。当有些基质的某些性状有碍作物栽培时，如果采取经济有效的措施能够小c或者改良该性状，则这些基质也是适用的。

例如，新鲜甘蔗渣的C/N比很高，在种植作物过程中会发生微生物对氮的强烈固定而妨碍作物的生长。但经过采用比较简易而有效的堆沤方法，就可使其C/N比降低而成为很好的基质。 有时基质的某种性状在一种情况下是适用的，而在另一种情况下就变得不适用了。例如，颗粒较细的泥炭，对育苗是适用的，对袋培滴灌是则因其太细而不适用。栽培设施条件不同，可选用不同的基质。槽栽或钵盆栽可用蛭石、砂子做基质；袋培或柱状栽培可用锯末或泥炭家砂子的混合基质；滴灌栽培时岩棉是较理想的基质。 世界各国在无土栽培生产中对基质的选择均立足本国实际，例如，南非一蛭石栽培居多，加拿大采用锯末栽培，西欧各国岩棉栽培发展迅速。我国可供选用的基质种类较多，各地应根据实际情况选择适当的基质材料。 决定基质是否使用，还应该有针对性地进行栽培试验，这样可提高选择基质的准确性。 （三）基质的经济性 除了考虑基质的适应性以外，选用基质时还要考虑其经济性。有些基质虽对植物生长有良好的作用，但来源不易或价格太高，因而不宜使用。现已证明，岩棉、泥炭、椰糠是较好的基质，但我国的农用岩棉仍需靠进口，这无疑会增加生产成本。泥炭在我国南方的贮量远较北方少，而且价格也比较高，但南方作物的茎秆、稻壳、椰糠等植物性材料很丰富，如用这些材料作基质，则来源广泛，而且价格也便宜。因此，选用基质既要考虑对促进作物生长有良好效果，又要考虑

第五章 固体废物及处置

第五章固体废物及处置 一、判断题 1、危险固体废弃物是放错位置的原料。( ) 2、城市垃圾的环境影响主要是占用土地和污染土壤。( ) 3、在固体废物的防治原则中，无害化处理是关键。( ) 4、危险固体废物是指具有易燃性、腐蚀性、毒害性、反应性和感染性的固体废物。( ) 5、固体废弃物综合处理处置的原则是规范化、最小化、无害化。（） 6、固体废物的来源为：矿业、工业、农业、生活垃圾、环境工程几个方面。（） 二、填空题 1、固体废物不同于废水和废气，它具有（）和（）特点。 2、为了控制危险废物的污染转嫁，联合国环境署于1989年3月22日通过了（）公约。 3、一般情况下，有机物含量高的垃圾，宜采用（）方法；无机物含量高的垃圾，宜采用（）方法；垃圾中的可降解有机物多，宜采用（）。 4、任何垃圾的处置都有三个环节：（）、（）和（）。 5、我国城市垃圾处理的最主要方式是（），约占全部处理量的70％以上，其次是（），约占20％，焚烧量甚微。 6、固体废物处置中的陆地处置主要包括（）、（）以及（）几种。 7、固体废物处理按其采用的方式可分为（）、（）和（）等。 8、保护环境、控制污染，就先要选择减少固体废物产生的（），而不是选择废物产生以后的（）。 9、适合焚烧的废物主要是那些不适于（）或不可（）的有害废物。 10、我国近期制定（）（）和（）作为控制固体废物污染的技术政策。 三、简答题 1、什么是固体废物？ 2、固体废弃物如何分类？ 3、固体废弃物对环境有哪些危害？ 4、固体废物的处理原则是什么？ 5、对固体废物有哪些基本处理方法？ 6、什么是危险固体废物？ 7、对有害工业废渣有哪些处置方法？ 8、何为固体废物的再资源化？ 9、城市垃圾是由什么组成的？ 10、城市垃圾的处理方法 11、固体废物生物处理技术分类及其介绍。 12、何为清洁生产？ 13、我国治理固体废物的总方针是什么？ 14、何为固体废物的“资源化”处理？ 15、目前危险废物越境转移的特点是什么？

固体物理第三章晶格振动与晶体的热力学函数

第三章 晶格振动与晶体的热力学函数 一、 填空体 1. 若在三维空间中，晶体由N 个原胞组成,每个原胞有一个原子,则共有_ 3 N_个独立的 振动,_ N__个波矢, 3N_支格波。 2. 体积为V 的ZnS 晶体，如果晶胞的体积为Ω，则晶格振动的模式书为24N/Ω 。 3. 三维绝缘体晶体的低温比热Cv 与温度T 的关系为Cv~T 3。 4. 某三维晶体由N 个原胞组成，每个原胞内有3个原子。考虑晶体的晶格振动，其色散关系共有 9N 支，其中 3N 支声学波，包括 2N 支横声学波， 1N 支纵声学波；另有 6N 支光学波。 5. 二维绝缘体晶体的低温比热Cv 与温度T 的关系为Cv~T 2。 6. 一维绝缘体晶体的低温比热Cv 与温度T 的关系为Cv~T 。 7. 三维绝缘体晶体的低温平均内能与温度T 的关系为U~T 4。 8.二维绝缘体晶体的低温平均内能与温度T 的关系为U~T 3。 9. 一维绝缘体晶体的低温平均内能温度T 的关系为U~T 2。 10.绝缘体中与温度有关的内能来源于 晶格振动能 。 11.导体中与温度有关的内能来源于 晶格振动能 和 价电子热运动动能 。 12. 某二维晶体由N 个原胞组成，每个原胞内有2个原子。考虑晶体的晶格振动，其色散关系共有 4N 支，其中 2N 支声学波，包括 N 支横声学波， N 支纵声学波；另有 2N 支光学波。 13. 某一维晶体由N 个原胞组成，每个原胞内有3个原子。考虑晶体的晶格振动，其色散关系共有 3N 支，其中 N 支声学波，包括 N 支横声学波， 0 支纵声学波；另有 2N 支光学波。 14.晶格振动的元激发为 声子 ，其能量为 ω ，准动量为 q 。 15德拜模型的基本假设为：格波作为弹性波、 介质是各向同性介质。 16.对三维体积为V 的晶体，波矢空间中的波矢密度为： 3 ) 2(V π ；对二维面积为S 的晶体，波矢空间中的波矢密度为：2 )2(S π ；对一维长度为L 的晶体，波矢空间中的波矢密度为： π 2L 。 二、基本概念 1. 声子 晶格振动的能量量子。 2.波恩-卡门条件 即周期性边界条件，设想在实际晶体外，仍然有无限多个相同的晶体相连接，各晶体中相对应的原子的运动情况都一样。 3.波矢密度 波矢空间单位体积内的波矢数目，三维时为3 c )2(V π，Vc 为晶体体积。 4. 模式密度 单位频率间隔内模式数目。 5.晶格振动。 答：由于晶体内原子间存在着相互作用，原子的振动就不是孤立的，而要以波的形式在晶体中传播，形成所谓格波，因此晶体可视为一个互相耦合的振动系统，这个系统的运动就叫晶格振动。

固体物理学 要点

固体物理复习要点 第一章，第二章的前三节，第三章的1,2,4节，第五章（第四节除外），第六章的前四节 第一章 1、晶体有哪些宏观特性？ 答：自限性、晶面角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点 这是由构成晶体的原子和晶体内部结构的周期性决定的。说明晶体宏观特性是微观特性的反映 2、什么是空间点阵？ 答：晶体可以看成由相同的格点在三维空间作周期性无限分布所构成的系统，这些格点的总和称为点阵。 3、什么是简单晶格和复式晶格？ 答：简单晶格：如果晶体由完全相同的一种原子组成，且每个原子周围的情况完全相同，则这种原子所组成的网格称为简单晶格。复式晶格：如果晶体的基元由两个或两个以上原子组成，相应原子分别构成和格点相同的网格，称为子晶格，它们相对位移而形成复式晶格。 4、试述固体物理学原胞和结晶学原胞的相似点和区别。 答：(1)固体物理学原胞(简称原胞) 构造：取一格点为顶点，由此点向近邻的三个格点作三个不共面的矢量，以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学原胞。 特点：格点只在平行六面体的顶角上，面上和内部均无格点，平均每个固体物理学原胞包含1个格点。它反映了晶体结构的周期性。 (2)结晶学原胞（简称晶胞） 构造：使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向，它具有明显的对称性和周期性。 特点：结晶学原胞不仅在平行六面体顶角上有格点，面上及内部亦可有格点。其体积是固体物理学原胞体积的整数倍。 5、晶体包含7大晶系，14种布拉维格子，32个点群？试写出7大晶系名称；并写出立方晶系包含哪几种布拉维格子。 答：七大晶系：三斜、单斜、正交、正方、六方、菱方、立方晶系。 6．在晶体的宏观对称性中有哪几种独立的对称元素？写出这些独立元素。 答： 7.密堆积结构包含哪两种？各有什么特点？ 答：(1)六角密积 第一层：每个球与6个球相切，有6个空隙，如编号1,2,3,4,5,6。 第二层：占据1,3,5空位中心。 第三层：在第一层球的正上方形成ABABAB······排列方式。 六角密积是复式格，其布拉维晶格是简单六角晶格。 基元由两个原子组成，一个位于(000)，另一个原子位于 (2)立方密积 第一层：每个球与6个球相切，有6个空隙，如编号为1,2,3,4,5,6。

新版化工原理习题答案第三章-非均相混合物分离及固体流态化-题解

第三章非均相混合物分离及固体流态化 1.颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m\直径为0.04 mm的球形石英顆粒在20 °C空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m;,，球形度 0 = 0.6的非球形颗粒在20 ￡清水中的沉降速度为0. 1 m/ s,颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m\克径为6.35 mm的钢球在密度为1 600 kg/n?的液体中沉降 150 mm所需的时间为7.32 s,液体的黏度是多少？ 解：（1）假设为滞流沉降，则： 18“ 查附录 20 °C 空气 p = 1.2O5kg/m\ //= 1.81 x IO'5Pa ? s ,所以， “,=￥的吧:鵲眷吟9%沖276m方 核算流型: =1.205X0.1276X004X10-=034<1 1.81X10'5 所以,原假设正确，沉降速度为0. 1276 m/so （2）采用摩擦数群法 4xl.81xl0-5 (2650-1.205)x9.81 $ 3x1.20 宁 xOf 依0 = 0.6, ^Re"1 =431.9,查出：Re x =^A = o.3,所以: 」O.3xl.81xlO-5in5 * d、= ------------- = 4.506 x 10 m = 45屮n c 1.205x0」 (3)假设为滞流沉降，得： 1/ = -------- ⑻， 其中u{ = h/0 =0.15/7.32 m/s = 0.02(M9 m/s 将已知数据代入上式得： J）.00635'（7900J 600）5lp a s = 6.757Pa.s 18x0.02049 核算流型 n odu. 0.00635 x 0.02049 x 1600 n AOAO t - Re =匕_- = ----------------------- = 0.03081 < 1 // 6.757 2.用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m,宽5 m,高4.2 m,固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m\气体的处理量为3000 （标准）m7h o试求理论上能完全除去的

固体物理第三章

1对一维简单格子晶体，其晶格振动仅存在(声学)波，而一维复式晶体振动既有(声学)波，又有(光学)波 2在一维单原子链的晶格振动中，有（1）支声学波、（0）支光学波。 3声子是（晶格振动的能量量子化），其能量和准动量分别为 （）。 4晶格振动的能量量子称为( 声子)。 5对于三维包含有N个原胞的某晶体，每个晶体中含n 个原子，则其格波数为（3Nn），其中光学波支数为（（3n-3）N），声学支数为（3N）。 6长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别? 长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动，振动频率较高，它包含了晶格振动频率最高的振动模式. 长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移, 原胞做整体运动, 振动频率较低, 它包含了晶格振动频率最低的振动模式, 波速是一常数. 任何晶体都存在声学支格波, 但简单晶格(非复式格子)晶体不存在光学支格波 7温度一定，一个光学波的声子数目多呢，还是声学波的声子数目多？ 8对同一个振动模式，温度高时的声子数目多呢，还是温度低时的声子数目多呢？ [解答]设温度TH〉TL，由于（e?ω/kBTH，所以对同一个振动模式，温度?1）大于（e?ω/kBTL?1）高时的声子数目多于温度低时的声子数目。 9晶体中声子数目是否守恒？ 频率为ω1的格波的(平均) 声子数为即每一个格波的声子数都与温度有关，因此，晶体中声子数目不守恒，它是温度的变量。 10晶格比热容的爱因斯坦模型和德拜模型采用了什么简化假设？各取得了什么成就？各有什么局限性？为什么德拜模型在极低温度下能给出精确结果？

11考虑一双原子链的晶格振动，链上最近邻原子间的力常数交错地等于c和10c，令两种原子的质量相等，并且最近邻的间距是a/2，试求k=0和k=π/a处的ω(k)，并粗略画出色散关系。本题模拟双原子分子晶体，如H2等。

无土栽培学试卷和答案

《无土栽培学》试卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1、和是现代无土栽培的先驱。 2、无土栽培的类型依其栽培床是否使用固体基质材料，将其分为 栽培和栽培两大类型。非固体基质栽培又可分为和两种类型。 3、根系的劣变在于和。 4、无土栽培学是研究、和 的一门综合性应用科学。 5、1975年，农业大学先后研制出半基质培的和 无土栽培装置。 6、植物根系与地上部分存在强烈的相互影响，两者不仅相互，还存在。 7、植物根系和根系直接影响地上部分的生长状况。 8、NFT表示，DFT表示，FCH表示。 二、选择题（每题1分，共40分） 1、NFT技术营养液液层的深度为。 A、1～2㎝ B、1～3㎝ C、2～3㎝ D、1～1.5㎝ 2、DFT技术营养液液层的深度为。 A、2～3㎝ B、1～4㎝ C、6～8㎝ D、5～7㎝

3、FCH技术营养液液层的深度为。 A、2～3㎝ B、5～6㎝ C、6～8㎝ D、5～7㎝ 4、美国加州大学的教授是第一个把植物生理学实验采用的无土栽培技术引入商业化生产的科学家。 5、美国科学家通过试验阐明了添加微量元素的必要性，并在此基础上发表了标准的营养液配方。 A、卫格曼和布森高 B、布森高和阿农 C、萨克斯和诺伯 D、霍格兰和阿农 6、1840年，德国化学家提出了植物以矿物质为营养的“矿质营养学说”，为科学的无土栽培奠定了理论基础。 A、卫格曼 B、布森高 C、比希 D、萨克斯 A、布森高 B、阿农 C、诺伯 D、格里克 7、近20年来，无土栽培技术已成为的核心技术。 A、植物工厂 B、番茄工厂 C、甜椒工厂 D、花卉工厂 8、CEA代表。 A、可控环境农业 B、设施农业 C、温室农业 D、现代农业 9、根系产生是地上部分顺利生长的重要条件。 A、细胞分裂素 B、生长素 C、萘乙酸 D、吲哚乙酸 10、S/R表示。 A、冠根比 B、茎根比 C、花叶比 D、花果比 11、根系吸收能力主要受根系的影响。 A、生长量 B、数量 C、活性 D、粗细

(完整版)固体物理胡安第三章课后答案

3.1 在单原子组成的一维点阵中，若假设每个原子所受的作用力左右不同，其力常数如图所示相间变化，且21 ββ>。 试证明在这样的系统中，格波仍存在着声频支和光频支，其格波频率为 ?? ??????????????+-±+=212 21221212 )2(sin 411M ）（ββββββωqa 证明： 第2n 个原子所受的力 1 21122221212121222)()()(-+-++++-=-+-=n n n n n n n n u u u u u u u F ββββββ 第2n+1个原子所受的力 n n n n n n n n u u u u u u u F 22121122112221222112)()()(ββββββ+++-=-+-=++++++ 这两个原子的运动方程： 2122221121 21122112222()()n n n n n n n n mu u u u mu u u u ββββββββ+-+++=-+++=-+++&&&& 方程的解 ????? ? +-+? ???? ? -==q a n t i n q a n t i n Be u Ae u 2)12(122)2(2ωω 代入到运动方程，可以得到

B A e e B m A B e e A m q a i q a i q a i q a i )()(21222122122212ββββωββββω+-??? ? ??+=-+-??? ? ??+=--- 经整理，有 0)(0)(22122212221221=-+-??? ? ?? +=??? ? ??+--+--B m A e e B e e A m q a i q a i q a i q a i ωββββββωββ 若A ，B 有非零解，系数行列式满足 222 12 122 2 21212,0,a a i q i q a a i q i q m e e e e m ββωββββββω--+-+=++- 根据上式，有 ? ? ??????????????+-±+=212 21221212 )2(sin 411M ）（ββββββωqa 3.3 (a) 设单原子链长度L=Na 波矢取值2q h Na π =? 每个波矢的宽度2q Na π=，状态密度 2Na π dq 间隔内的状态数2Na dq π ，对应±q ，ω取相同值 因此()22Na dq dq ρωπ =? 一维单原子链色散关系，2aq ω?? = ??? 令 00sin 2aq ωωω?? = = ???