第I篇环境工程原理基础

第一篇环境工程原理基础
主要是流体流动、热量传递及质量传递
第一节常用物理量
1、基本计量单位：长度：米（m）、质量：千克（kg）、时间：秒（s）、电流：安（A）、热力学温度：开尔文（K）、物质的量：摩尔（mol）、发光强度：坎（cd）、平面角：弧度（rad）、立体角：球面度（sr）
2、力的导出单位：牛（kg·m/s2）；1atm=1.033kgf/cm2
功率：瓦（W=J/s）、功；能量；热：焦耳（J=N·m）
第二节量纲和无量纲常数
1、量纲：可测量的性质，定性的
单位：测量的标准，用这些标准和数值可以定量描述量纲，定
量的
2、无量纲常数：雷诺数Re
第三节常用物理量及其表示方法（注意关系和相互换算）
一、浓度
1、质量浓度与物质的量浓度
2、质量分数与摩尔数
3、质量比与摩尔比
二、流量
第四节质量衡算
一、基本概念
1、衡算系统：
2、总衡算与微分计算
3、稳态系统与非稳态系统
稳态系统指其任意位置上物理量不随时间变化而变化，反之，称为非稳态系统，其微分表达式值为0。

多数情况下采用稳态系统，只有间歇操作系统或连续操作系统的开始和结束阶段为非稳态。

二、总质量衡算
第五节能量衡算。

连续性方程式（流动中的质量守恒） 三、 连续性方程式 流体若在管道中作连续的稳定 流动，则不同截面流进流出的质 量流量应该相同。即：
ρ1 A1u1 = ρ 2 A2u 2 = L = ρAu = 常数
对不可压缩流体：
π
（1-21） （1-22）
Au = 常数
2 d12u1 = π d 2 u2 4 4
= Rρ Hg g + pb − R + x）ρ H 2O g （
∴ pa − pb = R（ρ Hg − ρ H 2O）g
= 0.1 × (13600 − 1000) × 9.81 = 12.4kPa
答：图中a、b两点的压力差为12.4kPa。
2、斜管压差计（适用于压差小）
R′ = R / sin α
1-4 流体静力学基本方程式的应用 一、压力测量 1、U型管液柱压差计 pa = p1 + m + R）ρg （ 右 pb = p2 + mρg + Rρ 0 g 左
p1 + m + R）ρg = p2 + mρg + Rρ 0 g （
p1 − p2 = R（ρ 0 − ρ）g
（1-10）
若被测流体密度比指示液密度小的多
2 p1 u12 p2 u 2 z1 + + + H = z2 + + + ∑ Hi ρg 2 g ρg 2 g
（1-31）
外加压头，m
或
2 u12 p2 u 2 z1 g + + + W = z 2 g + + + ∑ hi ρ 2 ρ 2
p1
（1-32）

环境工程原理教案)教师姓名：单位：课程名称：环境工程原理《适用对象：环境工程原理教案1一、教学内容第一章绪论1 污染控制技术体系2 污染控制技术原理的基本类型3 环境工程原理的研究方法二、教学目的和要求1．知识目标（1）明确【环境工程原理】课程的地位、作用、学习方法和教学要求;（2）了解环境问题与环境学科的发展和环境污染与环境工程学;（3）掌握环境净化与污染控制技术;（4）掌握环境净化与污染控制技术原理。

2．能力目标包括专业能力、创新能力、情感态度价值观等方面的培养。

（1）了解【环境工程原理】的发展概况和研究内容；（2）学习【环境工程原理】专业课程为今后在资源循环相关领域的研究和开发打下良好的理论分析基础。

三、教学重点和难点1．教学重点（1）环境净化与污染控制技术；（2）环境净化与污染控制技术原理。

2．教学难点环境净化与污染控制技术原理四、教学方法以课堂讲授为主，结合生态破坏和环境污染问题引出学习【环境工程原理】的意义、目的和教学要求，简单介绍【环境工程原理】中的理论基础在本专业中所占据地位，增加学生的学习兴趣。

教学手段采用以PPT为主，板书为辅，介绍一些工程中利用环境工程原理的实例图片。

五、教学过程含课程导入、讲授、小结、作业等第一章绪论课程思政知识点（1）：课程思政与中国共产党的初心、使命；讲述新中国成立以来环境工程学科在我国的发展与巨大成就。

【课程导入】产业革命以后，人类的生产力获得了飞速发展、技术水平迅速提高、人口迅速增长，人类活动的强度和范围逐渐增强和扩展，人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出。

【讲授】环境问题与环境学科的发展【讲授】环境污染与环境工程学【讲授】环境净化与污染控制技术概述【讲授】环境净化与污染控制技术原理【讲授】《环境工程原理》的主要研究内容和方法【讲授】《环境工程原理》课程的主要内容和目的课程思政知识点（2）：介绍党与国家在环境保护和资源循环利用上的不懈努力【小结】（1）污染控制技术体系；（2）污染控制技术原理的基本类型；（3）环境工程原理的研究方法。

环境工程原理复习资料第i篇环境工程原理基础第一节普通物理量（1）什么是换算因数？英尺和米的换算因数是多少？（2）什么是量纲和无量纲标准？单位和尺寸之间有什么区别？（3）质量比和分数有什么区别？给出了质量比的应用实例。

（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）质量会计的三个要素是什么？（2）简述了稳态系统和非稳态系统的特点。

（3）质量衡算的基本关系是什么？（4）以所有成分为对象时，质量平衡方程的特点是什么？（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）物质的总能量成分是什么？系统中能量的变化与环境之间的关系是什么？（2）什么是封闭系统和开放系统？（3）简述了热平衡方程的含义。

（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，系统能量变化率可如何表示？第一节管道系统平衡方程（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）扩展的伯努利方程显示了管道中各种机械能变化与外部能量之间的关系。

简要描述了这种关系，并解释了方程的适用条件。

（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？（7）简要描述了层流和湍流的流型特征。

（8）什么是“内摩擦力”？简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。

（9）流体流动时产生阻力的根本原因是什么？（10）在什么情况下，牛顿粘度定律可以用来计算剪切应力？什么是牛顿流体？（11）简述了温度和压力对液体和气体粘度的影响。