环工原理第七章过滤.
- 格式:ppt
- 大小:2.45 MB
- 文档页数:67
1、管路分为简单管路(①、通过各管路的质量流量不变;②、整个管路阻力损失等于各管路阻力损失之和。
)和复杂管路,复杂管路包括分支管路(①、总管流量等于各支管流量之和;②、主管段内各段流量不同,阻力损失需分段加以计算;③、机械能守恒。
)和并联管路(①、总流量等于各支管流量之和;②、各支管中阻力损失相等;③、各支管的流量依据阻力损失相同的原则进行分配。
)。
2、流量计包括测速管(毕托管)(测得的是点速度)、孔板流量计(固定安装,阻力损失较大)、文丘里流量计(比孔板流量计减少了机械能损失),转子流量计(必须垂直安装,流体自上而下流动)。
3、热量传递包括热传导、对流传热、辐射传热。
4、导热系数:①、气体导热系数很小,利于绝热保温,随温度和压强的升高而升高。
②、水的导热系数最大,常用做导热介质。
液体(除水和甘油外)导热系数随温度的升到而减小,压力影响不大。
③、固体:金属的λ选大于非金属的λ;金属有杂质,λ减小;纯金属λ随温度升高而减小,合金λ随温度升高增大;晶体λ随温度升高而减小,非晶体λ随温度升高而增大。
5、环境工程中常见的传质过程有:吸收、萃取、吸附、离子交换、膜分离。
6、重力沉降和离心沉降的比较:区别:①、重力沉降的动力是重力,沉降方向向下,沉降速度恒定,沉降的加速度为重力加速度;②、离心沉降的动力是离心力,沉降方向向外,沉降的速度与半径有关,是变化的,沉降的加速度为离心加速度。
联系:离心分离因数,是离心分离设备的重要指标,表示离心沉降速度较沉降速度可以提高的倍数。
7、过滤可以分为:表面过滤(滤饼过滤)和深层过滤。
8、表面过滤与深层过滤的比较:区别:①、表面过滤的条件是颗粒物浓度高,滤速慢,虑饼易形成,过滤的介质是织布或多孔固体,过滤介质的孔一般比颗粒物的粒径小,有效过滤介质主要是虑饼,实际应用于真空过滤机、板框式压滤机、慢滤池、袋滤器。
②、深层过滤的条件是颗粒物浓度底,滤速快,过滤介质是固体颗粒,过滤介质的空隙大于颗粒物粒径,有效的过滤介质是固体颗粒,实际应用于快滤池。
第I I篇思考题第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么?2.去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法?它们的技术原理是什么?3.简述土壤污染治理的技术体系。
4.简述废物资源化的技术体系。
5.阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6.一般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少?2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么?3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。
4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。
5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少?第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素是什么?2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。
3.质量衡算的基本关系是什么?4.以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征?5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示?第三节能量衡算1.物质的总能量由哪几部分组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何?2.什么是封闭系统和开放系统?3.简述热量衡算方程的涵义。
4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现?5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示?第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化?2.当布水孔板的开孔率为30%时,流过布水孔的流速增加多少?3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系,试简述这种关系,并说明该方程的适用条件。
4.在管流系统中,机械能的损耗转变为什么形式的能量?其宏观的表现形式是什么?5.对于实际流体,流动过程中若无外功加入,则流体将向哪个方向流动?6.如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率?第二节流体流动的内摩擦力1.简述层流和湍流的流态特征。
1、表面过滤:采用的过滤介质的孔一般要比待过滤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,因此表面过滤又称滤饼过滤。
2、深层过滤:在过滤时,颗粒物随流体进入过滤介质层,在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下附着在介质表面上而与流体分开。
3、吸收:依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度的不同,而将气体混合物分离的过程。
4、吸收剂:混合气体组分从气相到液相的相同传质过程,所用的液体溶剂称为吸收剂。
5、吸附:通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触,有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面,从而实现特定组分分离的操作过程。
6、吸附剂:能有效的从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。
7、停留时间:假设某一直径为d的颗粒处于入流断面的顶部,随流体的水平运动,从入口到出口所需的时间,即为颗粒在沉淀池或降尘室中的停留时间t停。
8、溶差极化:当含有不同大小分子的混合液流动通过膜面时,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,这就是超滤过程中的浓差极化现象。
9、渗透汽化:利用被分离混合物中某组分有优先选择性通过膜的特点,使进料侧的优先组分透过膜并在膜下游侧气体去除。
液态进料。
10、电渗析:在电场力作用下,溶液中的反离子发生定向迁移并通过膜,以达到去除溶液中离子的一种膜分离过程。
11、反渗透:借助于半透膜对溶液中低相对分子质量溶质的截留作用,以高于溶液渗透压的压差为推动力。
12、重力沉降:利用非均匀混合物中待分离颗粒与流体之间的密度差,在重力场中根据所受的重力的不同,将颗粒物从流体中分离的方法。
简答题1、简述土壤污染治理的技术?答:2、简述固体废物资源化的技术/废弃物资源化的技术有哪些?3、简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征?答:基本原理:将含有颗粒物的流体(水或气体)置于某种力场(重力场、电场或惯性场等)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。
(建筑工程管理)环境工程原理思考题环境工程原理思考题第壹章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么?2.去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法?它们的技术原理是什么?3.简述土壤污染治理的技术体系。
4.简述废物资源化的技术体系。
5.阐述环境净化和污染控制技术原理体系。
6.壹般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化和污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算和能量衡算第壹节常用物理量1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少?2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么?3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。
4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,且阐述和质量浓度的关系。
5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少?第二节质量衡算进行质量衡算的三个要素是什么?简述稳态系统和非稳态系统的特征。
质量衡算的基本关系是什么?以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征?对存在壹级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示?第三节能量衡算1.物质的总能量由哪几部分组成?系统内部能量的变化和环境的关系如何?2.什么是封闭系统和开放系统?3.简述热量衡算方程的涵义。
4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现?5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示?第三章流体流动第壹节管流系统的衡算方程1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化?2.当布水孔板的开孔率为30%时,流过布水孔的流速增加多少?3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系,试简述这种关系,且说明该方程的适用条件。
第一章 绪论1、环境净化与污染控制技术原理:稀释:降低污染物浓度的一种方法,以减轻污染物对生物和人体的短期毒害作用。
隔离:将污染物或者是污染介质隔离,从而切断污染物向周围环境的扩散,防止污染进一步扩大。
分离:利用污染物与污染介质或其他污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离,从而达到污染物去除或回收利用的目的。
转化:利用化学或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使污染介质得到净化与处理。
第二章 质量衡算1、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化,称为稳态系统;当上述物理量不仅随位置变化,而且随时间变化时,则称为非稳态系统。
稳态过程的数学特征是:0t=∂∂,即物理量只是空间坐标的函数,与时间t 无关。
2、质量平衡关系式:输入速率-输出速率+转化速率=积累速率;即dtdmqm qm -qm r 21=+; 稳态非反应系统:21qm qm =第三章 流体流动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速率沿轴向分层运动,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。
稳态流动下,流量不随时间变化,管内各点的流速也不随时间变化。
2、紊流: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率随时间不规则地变化,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。
脉动是湍流流动最基本的特征。
3、雷诺数:流体的流动状况不仅与流体的流速u 有关,而且与流体的密度ρ、黏度μ和流道的几何尺寸有关。
雷诺将这些因素组成一个量纲为1的数,用以判别流体的流动形态,称为雷诺数Re ,即μρuLRe =。
式中:u ——特征速度,m/s ;L ——特征尺寸,对于圆管,常采用管内径d ,m 。
雷诺数综合反映了流体的物理属性、流场的几何特征和流动速率对流体运动特征的影响。
流动状态转变时的雷诺数称为临界雷诺数,小于临界雷诺数时,流动为层流。
环境工程原理《过滤》习题及答案1、 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液,过滤方程为252610V V A t -+=⨯式中:t 的单位为s(1)如果30min 内获得5m 3滤液,需要面积为0.4m 2的滤框多少个? (2)求过滤常数K ,qe ,te 。
解:(1)板框压滤机总的过滤方程为252610V V A t -+=⨯在s 18006030=⨯=t 内,3m 5=V ,则根据过滤方程180010655252⨯⨯=+-A求得,需要的过滤总面积为2m 67.16=A 所以需要的板框数42675.414.067.16≈==n (2)恒压过滤的基本方程为t KA VV V e 222=+ 与板框压滤机的过滤方程比较,可得/s m 10625-⨯=K3m 5.0=e V ,23/m m 03.067.165.0===A V q e e s 1510603.0522=⨯==-K q t e e e t 为过滤常数,与e q 相对应,可以称为过滤介质的比当量过滤时间,Kq t e e 2=2、 如例7.3.3中的悬浮液,颗粒直径为0.1mm ,颗粒的体积分数为0.1,在9.81×103Pa 的恒定压差下过滤,过滤时形成不可压缩的滤饼,空隙率为0.6,过滤介质的阻力可以忽略,滤液黏度为1×10-3 Pa·s 。
试求:(1)每平方米过滤面积上获得1.5m 3滤液所需的过滤时间; (2)若将此过滤时间延长一倍,可再得多少滤液?解:(1)颗粒的比表面积为4610a =⨯m2/m3 滤饼层比阻为()()()222421033561010.651 1.33100.6a r εε⨯⨯⨯--===⨯m -2过滤得到1m 3滤液产生的滤饼体积0.10.1/0.90.61/310.610.6f ⎛⎫⎛⎫=-⨯= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭过滤常数33102298104.4310110 1.33101/3p K rf μ--∆⨯===⨯⨯⨯⨯⨯m 2/s 所以过滤方程为2q Kt =当q=1.5时,231.55084.4310t -==⨯s (2)时间延长一倍,获得滤液量为 2.1q ==m 3 所以可再得0.6m 3的滤液。
第一篇第二章 质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6(体积分数),求: (1)在1.013×105Pa 、25℃下,用μg/m 3表示该浓度;(2)在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下,O 3的物质的量浓度为多少? 解:(1)理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题,在所给条件下,1mol 空气混合物的体积为V 1=V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L×298K/273K =24.45L所以O 3浓度可以表示为0.08×10-6mol×48g/mol×(24.45L )-1=157.05μg/m 3(2)由题,在所给条件下,1mol 空气的体积为V 1=V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K )=28.82L所以O 3的物质的量浓度为0.08×10-6mol/28.82L =2.78×10-9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下,SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3,若允许值0.14×10-6,问是否符合要求?解:由题,在所给条件下,将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数,即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度,故不符合要求2.6 某一段河流上游流量为36000m 3/d ,河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。
有一支流流量为10000m 3/d ,其中污染物浓度为30mg/L 。
假设完全混合。
求: (1)求下游的污染物浓度;(2)求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。