环境工程第四章传递过程原理(极力推荐)
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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。
11=++
DRA
或A+R+D=1
2λ
λλλE
ddEE
==
ΔΔ
→Δ0lim
λλ
dEE∫
=
0λ
125
1
−=−
Tck
ec
E
λλλ
c
1——常数,其值为3.743×10-10,W ·m2;
c
2——常数,其值为1.4387×10-2m·K。
黑体在不同温度、不同波长下的辐射能力是不相同的,其规
律如图所示。0.40.81.202.3264.6526.9789.30411.63
3000KE
bλ
×10-10,
W/m3
λ,μm4000K5000K6000K
图6-2 黑体单色辐射能力按波
长的分布规律
34
04
025
1
0)
100(
1T
CTd
ec
E
o
Tc==
−=∫∞−
σλλ
λ
σ
o —黑体的辐射常数,其值为5.67×10-8W/(m2·K4);
C
o—黑体的辐射系数,其值为5.67W/(m2·K4)。
表明黑体的辐射能力仅与绝对温度的四次方成正比。
4
100⎟
⎠⎞
⎜
⎝⎛
=T
CE
式中C——灰体的辐射系数,W/(m2·K4)。
不同的物体辐射系数C值不相同,其值与物体的性质、表
面状况和温度等有关。
C值恒小于C
o,在0~5.67范围内变化。obCC
EE
==ε4
100⎟
⎠⎞
⎜
⎝⎛
==T
CEE
obεε
只要知道物体的黑度,便可由上式求得该物体的辐射能力。黑度
ε值取决于物体的性质、表面状况(如表面粗糙度和氧化程度),
一般由实验测定,其值在0~1范围内变化。常用工业材料的黑度
列于表中
温度℃黑度
红砖
耐火砖
钢板(氧化的)
钢板(磨光的)
铝(氧化的)
铝(磨光的)
铜(氧化的)
钢(磨光的)
铸铁(氧化的)
铸铁(磨光的)20
—
200~600
940~1100
200~600
225~575
200~600
—
200~600
330~9100.93
0.8~0.9
0.8
0.65~0.61
0.11~ 0.19
0.039~0.057
0.57~0.87
0.03
0.64~0.78
0.6~0.7ε
==AorE
AE
b
11
4对灰体:
011EAEQ−=
热交换达到平衡时T
1=T
2,Q=0
环境工程原理
一
环境:与某个中心事务相关的周围事物的总称。
自然环境:是直接或间接影响到人类和生物的所有自然形成的物质、能量和自然现象的总体。
生态破坏和环境污染是目前人类面临的两大类环境问题。
环境污染是指由有害物质引起的大气、水体、土壤和生物的污染。
环境工程学:是在吸收土木工程、卫生工程、化学工程、机械工程等经典学科基础理论和技术方法的基础上,为了改善环境质量而逐步形成的一门新兴的学科。
环境污染类型按污染源种类可分为:点源污染、面源污染、移动源污染。
污染物按化学性质分为:有机和无机污染物。有机污染物分为:可生物降解性和难生物降解性。
无机污染物包括氮磷等植物性营养物质、非金属、金属与重金属以及因无机物的存在而形成的酸碱度。、
水的处理方法:物理、化学、生物方法。
环境净化与污染控制技术原理:稀释、隔离、分离、转化。
环境工程原理课程主要内容:环境工程原理、分离过程与隔离原理、化学与生物反应工程原理。基本手段:物理量及其变化速率的定量表达与计算。
二
量纲:用来描述物体与系统物理状态的可测量性质。基本量纲:质量、长度、时间、温度(M、L、t、T)
质量浓度:单位体积混合物中某组分A的质量称为该组分的质量浓度。
物质的量浓度:单位体积混合物某组分的物质的量。
通量:单位时间内通过单位面积的物理量。
稳态与非稳态系统: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,还随时间变化时,则为非稳态系统。
四
热量传递的方式:导热、热对流、热辐射
导热:是指物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞而产生热量的传递方式。
固体以两种方式传递热量:晶格振动和自由电子迁移。
热对流:由于流体的宏观远动,冷热流体相互掺混而发生热量传递的方式。
强制对流传热:由于水泵、风机或其他外力引起流体流动而发生的传热过程。
导温系数a是物质的物理性质,它反映了温度变化在物体中的传播能力。
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?