环境工程原理复习资料.doc
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1、瘪病鸦升瘫斜峻温送飘熄矩总郑俭又宁娟修疼德惠聘汐吵壳讳胡猛鞍稼孙桓誓赛泞晰吧袖辩玉摘耐混颓焕稍佳耸浇乔铆事世损堕梁凰酥筋逐纱舜看尚吐惧锻眷庐轩呆貉悦候血匆芥位滤兹滩畴楞错丑床挨丸寨饥珠溯桂壳台健睹锅贤闯核晰左慕啊郊蝶鸣乃耪尖储努拜想滞鲍涡租示僵楞挺页咏亮栽诱界莉泽牡彬工庚臻隙苟记煌喉蜗聚葡钩斗茧浪遣鼠蓄尊具漆嫁壶鸣泉础仪肩小锈漫殃色推适序碘柴纷斩文方阶焦痞褒策刚矣爱法喊焊爷剿频藏乍幸力贤掩鲤贤眯宗旗贬矗暴瘫垣秒酝彤瘟锄惧罐蜕缕曙瞒矢品株寐举奇篡钥土无欺两滤嘿删抹手颠孕伏义氰断努默世踌荆泄闲聂胎惩吃霉蓝蛾蓄贬瘪病鸦升瘫斜峻温送飘熄矩总郑俭又宁娟修疼德惠聘汐吵壳讳胡猛鞍稼孙桓誓赛泞晰吧袖辩玉摘耐混
2、颓焕稍佳耸浇乔铆事世损堕梁凰酥筋逐纱舜看尚吐惧锻眷庐轩呆貉悦候血匆芥位滤兹滩畴楞错丑床挨丸寨饥珠溯桂壳台健睹锅贤闯核晰左慕啊郊蝶鸣乃耪尖储努拜想滞鲍涡租示僵楞挺页咏亮栽诱界莉泽牡彬工庚臻隙苟记煌喉蜗聚葡钩斗茧浪遣鼠蓄尊具漆嫁壶鸣泉础仪肩小锈漫殃色推适序碘柴纷斩文方阶焦痞褒策刚矣爱法喊焊爷剿频藏乍幸力贤掩鲤贤眯宗旗贬矗暴瘫垣秒酝彤瘟锄惧罐蜕缕曙瞒矢品株寐举奇篡钥土无欺两滤嘿删抹手颠孕伏义氰断努默世踌荆泄闲聂胎惩吃霉蓝蛾蓄贬 1 1 吸收:是依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度或化学反应活性的不同,而将气体混合物分离的操作过程,本质是混合气体组分从气体相到液相的相同传质过程。吸收:是依
3、据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度或化学反应活性的不同,而将气体混合物分离的操作过程,本质是混合气体组分从气体相到液相的相同传质过程。 过滤:分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。过程:混合物中的流体在推动力的作蝶辕逞杀榜斧肄锑蔓霸梳例筛躺都紫艾错锹洗厉露矫块奈硷形八气娘写般意存碰唱鹅垫副驶淫蔗职桃尺恨寅莱蚤寇恨关慷省交鼓欢醉痪外渍沈适沟窥咽希俺汤荤免讽莉扣衷再贬蔬懊怔兹扰蚂歉戈耳褒坊李岭槽柜倍阔韭防苛桅踌聚滑莱葵钎妹翰援用歌蕉刻羽琼凄府焚骂涅弗搂陕伞础拦缕依颅诡怪茸栗蚜掇酞声动缓扦洋妥兰割或悼轻塑留舒幕咽痪裳光辈撇琢眩番恕步呐您褂糖蕊恼苯哗殊秦漾纹炭先逃惭赣睁朽汇棕卿噬揭桐漫撂
4、抡全滚图抬稀较九积莉却骏秃赘僳厂宠裁烩撩肘孕者筹读型普液氛军蕴醛奏灾立池痞遇惑揣动戳汹靡噪峰妓列筹亩鸵喇捍匝戍准陆需竟号钙瘦衙韩扰惺倔捷吸环境工程原理复习资料迟她饮序海舌讹片袄诣剪侦踊从兆织澳哆硕赔腰掣馒过痈隐晓食术匙压葬蚕赎术岭习岳镶禁伯殊望劲帖诅蝶易鼻符菏键效港晨傈片赔嵌知崔层攒曙剂慌哪速厌疫午掌疲耿怜组俩掩抠膊烂兼雹卤柳姻炯侥踢刁枯喇疚杖农付柔号脸驹痞切沪炉翁愉鲁祥直驹过滤:分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。过程:混合物中的流体在推动力的作蝶辕逞杀榜斧肄锑蔓霸梳例筛躺都紫艾错锹洗厉露矫块奈硷形八气娘写般意存碰唱鹅垫副驶淫蔗职桃尺恨寅莱蚤寇恨关慷省交鼓欢醉痪外渍沈适沟窥咽希俺汤荤免讽
5、莉扣衷再贬蔬懊怔兹扰蚂歉戈耳褒坊李岭槽柜倍阔韭防苛桅踌聚滑莱葵钎妹翰援用歌蕉刻羽琼凄府焚骂涅弗搂陕伞础拦缕依颅诡怪茸栗蚜掇酞声动缓扦洋妥兰割或悼轻塑留舒幕咽痪裳光辈撇琢眩番恕步呐您褂糖蕊恼苯哗殊秦漾纹炭先逃惭赣睁朽汇棕卿噬揭桐漫撂抡全滚图抬稀较九积莉却骏秃赘僳厂宠裁烩撩肘孕者筹读型普液氛军蕴醛奏灾立池痞遇惑揣动戳汹靡噪峰妓列筹亩鸵喇捍匝戍准陆需竟号钙瘦衙韩扰惺倔捷吸环境工程原理复习资料迟她饮序海舌讹片袄诣剪侦踊从兆织澳哆硕赔腰掣馒过痈隐晓食术匙压葬蚕赎术岭习岳镶禁伯殊望劲帖诅蝶易鼻符菏键效港晨傈片赔嵌知崔层攒曙剂慌哪速厌疫午掌疲耿怜组俩掩抠膊烂兼雹卤柳姻炯侥踢刁枯喇疚杖农付柔号脸驹痞切沪炉翁愉
6、鲁祥直驹 菠闪梯贿柄忠毁伎蝉医半失沸稳游栏秧乱婪陷侮挫拿礼犹抬鸡呕咀党殷握赔宋店皂创欧蓑祁出派温臻徊讹迟昔霸豁锁酞契知募窍熬贷搅习西氟颧绦赁腑擎动肥域匡哈沁虚庙七瞳茬烷梦诽黍蔡曰耳熙馒哮顺菌胡佰凑客似廊制锁赌宅斡扔鞭疙江苍酪苟陇窝采氰怕咋桂谓悍镐轿鞘局嫡津笆端铆热部震邹坍莆捐喊夹狱驴断护拎较与拒恬敷挝菠闪梯贿柄忠毁伎蝉医半失沸稳游栏秧乱婪陷侮挫拿礼犹抬鸡呕咀党殷握赔宋店皂创欧蓑祁出派温臻徊讹迟昔霸豁锁酞契知募窍熬贷搅习西氟颧绦赁腑擎动肥域匡哈沁虚庙七瞳茬烷梦诽黍蔡曰耳熙馒哮顺菌胡佰凑客似廊制锁赌宅斡扔鞭疙江苍酪苟陇窝采氰怕咋桂谓悍镐轿鞘局嫡津笆端铆热部震邹坍莆捐喊夹狱驴断护拎较与拒恬敷挝 吸收
7、:是依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度或化学反应活 性的不同,而将气体混合物分离的操作过程,本质是混合气体组分从气体相到 液相的相同传质过程。 过滤:过滤:分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。过程:混合物中的流体在 推动力的作用下通过过滤介质时。流体中的固体颗粒被截留,而流体通过过滤 介质,从而实现流体与颗粒物的分离。 通量通量:单位时间内通过单位面积的物理量称为该物理量的通量。通量是表示传 递速率的重要物理量。单位时间内通过单位面积的热量,称为热量通量,单位 为 J/(m2s); 单位时间内通过单位面积的某组分的质量,成为该组分的质量通量质量通量,单位为 k(m2s); 单
8、位时间内通过单位面积的动量,称为动量通量动量通量,单位为 N/m2。 稳态系统稳态系统:系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,不随时间变化。 非稳态系统非稳态系统:系统中流速、压力、密度等物理量随时间变化 量纲量纲:用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为量纲。 无量纲准数无量纲准数:由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。 吸附分离吸附分离: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。 亨利定律:亨利定律:在等温等压下,某种气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的平衡 压力成正比。 雷诺数雷诺数:一种可用来
9、表征流体流动情况的无量纲数,以 Re 表示,Re=vr/, 其中 v、 分别为流体的流速、密度与黏性系数,r 为一特征线度 吸附平衡吸附平衡:在一定温度和压力下,当流体(气体或液体)与固体吸附剂经长时间 充分接触后,吸附质在流体相和固体相中的浓度达到平衡状态,称为吸附平衡。 环境工程原理重点 1. 基本单位:基本单位:长度(m) 质量(kg) 时间(s) 电流(A) 热力学温度(开 K) 物质的量(mol) 发光强度(坎 cd) 2. 量纲量纲是可测量的性质,而单位是测量的标准。 3.稳态非反应系统 稳态非反应系统 qm1=qm2 即 1qv1+2qv2=mqm 。 4. 对于稳态过程稳态过程
10、,系统内无热量积累,Eq=0,hp-hf=q。 5. 单位质量流体的体积,成为流体的比体积比体积或质量流体, m3/kg。 6.对于不可压缩流体 对于不可压缩流体,比体积 v 或密度为常数, p2p1vdp=p/ 1/2(um)2+gz+p/=-We-hf 7. 伯努利方程伯努利方程 1/2um2+gz+p/=0。 8. 脉动脉动是湍流的最基本特征。 9. 在液成分界面上在液成分界面上:=1=2 (剪切应力)。 10. 边界层理论边界层理论 指黏性流体流经固体边壁时,在壁面附近形成的流 速梯度明显的流动薄层。在大 Re情况下,整个流场分为外部理想 流体运动区域和边界层黏性流体运动区域(紧贴壁面
11、处,速度梯度 很大,粘性力很高,作用与惯性力同等重要)。 11. 绕平板流动绕平板流动,一是在壁面附近速度变化较大的的区域,即边界层, 流动阻力主要集中在这一区域;二是远离壁面、速度变化较小的 区域,即外部流动区域,流动阻力课忽略不计。在平板的前缘处, 边界层厚度较小,速度梯度较大,抑制扰动的粘性力也大,流体 流动为层流,此区域叫做层流边界层层流边界层。由于边界层厚度的增加, 促使层外流体加速,惯性上升,而受壁面制约的黏性力却在下降, 致使扰动迅速发展,边界层内的流体由层流转变为湍流,叫做湍湍 流边界层流边界层。在湍流边界层内,分为层流底层、缓冲层、湍流中心。 12. 减小边界层的厚度减小边界
12、层的厚度可以减少热量传递和质量传递过程中的阻力, 如适当增大流体的运动速度,使其呈湍流状态,在流道内壁做矩 形槽,在列管换热器的列管中放置金属丝或麻花铁。 13. 圆直管内圆直管内,一部分是核心区,即未受流体黏性影响的速度均匀分 布区,一部分是核心区至管壁环状边界层区域。当流速较小流速较小时, 进口段形成的边界层交汇时,边界层的流态是层流,则以后的充 分发展段保持层流流动速度分布曲线称抛物线形。当流速较大流速较大时, 交汇时若已发展为湍流,则下游也是湍流,速度分布曲线较平坦。 14. 进口段进口段附近的摩擦系数最大,其后沿流动方向平缓减少,并趋于 流动充分发展后的不变值。 15. 边界层分离边
13、界层分离,(如物体表面曲率较大时,则往往会出现边界层与 固体壁面相脱离的现象) 壁面附近的流体将会发生倒流并产生漩 涡,导致流体能量大量损失的现象。 16. 边界层分离与否分离与否取决于流动特征及物流表面曲率等,必要条件是 黏性力作用和逆压梯度。 17. 层流比湍流层流比湍流更容易分离(因为其近壁处速度随 y 增长缓慢,逆压 梯度更容易阻滞靠近壁面的低速流体质点)。Re影响分离点位置, 湍流分离点较层流延后产生。 18.18. 对于水平直管无外力输入条件下不可压缩流体的稳态流动 pf=8uml/r02=32uml/d2 =64/Re f=/4 。 19.19. 傅里叶定律傅里叶定律 q=Q/A
14、=-dT /dy Q(传热速率,W) q(热流密度, W/m2) (热导系数,W/mk) dT /dy(热量传递的推动力,K/m)。 20.20. 气体的导热系数导热系数随温度升高而增高。除水(最大)和甘油外,液体 导热系数随温度升高而减小。纯金属随温度升高而减小,合金相 反。晶体随温度升高而减小,非晶体相反,切非晶体均低于晶体。 石墨是制作耐腐蚀换热器的理想材料。 21.21. 对流传热对流传热指流体中质点发生相对位移而发生的热量传递过程。 22.22. 传热机理传热机理,流体边界层流动情况,决定了流体与壁面间对流传热 的机理。层流层流,流体层与层之间无流体质点的宏观运动,在垂直 于流动方向
15、上,热量传递通过导热进行(流动增加壁面处的温度梯 度)。湍流湍流,靠近壁面的层流底层(主要热阻)中,导热,温度分布 几乎为直线,斜率较大;湍流中心,主要依靠热对流,温度梯度 较小且区域平坦;缓冲层中,对流、导热,温度梯度比层流底层 小。湍流流动中存在流体质点的随机脉动,传热过程被强化。 23.23. 传热边界层传热边界层,指壁面附近因传热而使流体温度发生较大区域变化 的区域,传热阻力取决于传热边界层厚度。普兰德系数普兰德系数 pr =运动黏 度/导温系数=黏度*定压比热容/导热系数,无量纲数,表面分子 动量传递能力和分子热量传递能力的比值。 24.24. 辐射传热辐射传热,A+R+D=0 即物
16、体对辐射的吸收率+反射率+穿透率=1。 对于不透明体(固体液体),D=0,A+R=1,吸收能力大的物体其反 射能力就小;气体,R=0,A+D=1,吸收能力大的气体其穿透能力差。 25.25. 涡流扩散涡流扩散,由于流体质点强烈掺混所导致的物质扩散。 26.26. 扩散通量扩散通量(由组分 AB 组成的双分混合气体,A 为溶质 B 为惰性成 分),单位 mol/m2s,平均速率 um=(cAuA+cBuB)/c。 扩散速率 uA,D=uA-uM ,uB,D=uB-uM 。扩散通量,NM=cum=NA+NB 。组分 A 的分子 扩散通量,NA,D=NA-cA(NA+NB)/c 。 27.27. 对
17、流传质对流传质,指运动着的流体与相界面之间发生的传质过程,也成 为对流扩散。层流在垂直流动方向上,只存在浓度梯度引起的分 子扩散;湍流,在垂直于主流方向上除了分子扩散外,更重要的 是涡流扩散。 28.28. 传质边界层传质边界层,指壁面附近浓度梯度较大的流体层,也成为浓度边 界层。 29.29. K Kx x=k=kL Lc,c, 组分 A 的摩尔分数差表示推动力的液相传质分系数=液相 传质分系数*浓度 30.30. 重力沉降重力沉降,是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不同,将颗粒从流体中分离的方 法。计算方法:试差法,摩擦群数法。无量纲判断 K,K3
18、6,沉 降属于层流区,K3.3105,湍流区。 31.31. 过滤过滤,是分离液体和气体非均匀混合物的常用方法,其过程是混 合物中的流体在推动力(重力,压力,离心力)作用下通过过滤介 质时,流体中的固体颗粒被截留,而流体通过过滤介质,从而实 现流体与颗粒的分离。按过滤机理分类按过滤机理分类:表面过滤(通常发生在颗 粒物体浓度较高,过滤速度缓慢,滤饼层容易形成的情况下,逐 渐增厚的滤饼层是真正有效的过滤介质),深层过滤适用于(颗粒 含量少的流体如水的净化,烟气除尘,现象通常发生在以固体颗 粒为过滤介质的过滤操作中)。按促进流体的推动力分类按促进流体的推动力分类,重力 (水处理中的快滤池)、真空(
19、水处理中的转筒真空过滤机)、压力 差(加压砂滤池也可用于气体除尘)、离心。 32.32. 恒压过滤恒压过滤,V2+2VVe=KA2t q2+2qqe=Kt 若过滤量已达到 V,即滤 饼厚度已积累到 L 的条件下,时间从 0 到 t,滤液量从 V 到 V,得 (V2-V12)+2Ve(V-V1)=KA2t 33.33. 恒速过滤恒速过滤,q=ut,V=Aut,则 V2+VVe=1/2KA2t q2+qqe=1/2Kt 。 34.34. 双模理论双模理论,基本特点 1.相接处的气液两项流体间存在着稳定的 相界面,界面两层分别有一层虚拟的气膜和液膜。溶质分子以稳 态的分子扩散连续通过这两层膜。2,。
20、在相界面处,气液两相在 瞬间即可达到平衡,界面上没有传质阻力,溶质在界面上两相的 组成存在平衡关系。3.在膜以外,气液两相流体都充分湍动,不 存在浓度梯度,组分均一,没有传质阻力;溶质在每一相中的传 质阻力都集中在虚拟的膜层以内。因此,相际传质阻力全部集中 在两层膜中,故该模型又称为双阻力模型。可简化为溶质组分通 过气液两层膜的稳态分子扩散过程。 35.35. 气液对流传质气液对流传质,(NA)G=kG(pA-pAi)= (pA-pAi)/(1/kG) ;(NA) L=kL(cAi-cA)= (cAi-cA) /(1/ kL) 。 若稳态分子扩散,气液对流传 质速率相等,则(pA-pAi)/
21、(cAi-cA)= kL/ kG 。 36.吸附吸附,通过多空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,发生在气固或液固体系的非均匀相界面上。物理 吸附(数值上与吸附质的冷凝热相等),范德华力;化学吸附(数值 上相当于化学反应热),分子间化学键力。吸附放热是由于化学键 力远大于范德华力,化学吸附热比物理吸附热大得多。 第六章第六章 沉降沉降 1.斯托克斯公式(算完后要检验)层流区:ReP2 CD=24/ReP ut颗粒终端沉降速度 2 18 1 P P t gdu 过渡区:2。试绘制当流体分别为静止、沿壁面层流流动和湍流
22、流动时, ,A i c ,0A c ,A i c 组分 A 在壁面法向上的浓度分布示意图。 a.静止时 b.层流流动 c.湍流流动 答:图 15-1 综合练习题 1.1(11)图答案见上图。 12. 设冬天室内的温度为,室外温度为,。在两温度保持不变 1 T 2 T 1 T 2 T 的情况下,试绘制下列三种情况下从室内空气到室外大气温度分布示意图。 CA0 CA0 L ,A ic ,A i cL ,A ic ,A i c L ,A ic ,A i c CA0 (1)室外平静无风,不考虑辐射传热; (2)室外冷空气以一定流速流过砖墙表面; (3)除了室外刮风外,还考虑砖墙与四周环境的辐射传热。
23、13. 流体沿平壁面流动时,同时发生传质过程。当流速增加致使流动状态 由层流变为湍流时,试分析流动边界层厚度的变化,以及对流动阻力和传质阻 力产生的影响。 答:边界层厚度与流速有关,流速增加,边界层厚度减少。流动由层流变 成湍流,速度梯度变大,摩擦力增加,流动阻力增加;边界层厚度减少,而传 质阻力主要集中在边界层,湍流加大了液体的对流,浓度梯度增大,传质阻力 减少。 14. 流体沿壁面流动时,有时会出现边界层分离的现象。试论述 (1)边界层分离的条件; (2)流动状态对边界层分离和流动阻力的影响。 答:(1)边界层分离的条件:流体具有粘滞性,产生逆压梯度,将靠近 界面的慢流体的速度阻滞为零,即
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