第02章質(zhì)量衡算與能量衡算(已修改)
2025-01-23 15:30 本頁面
【正文】 LOGO LOGO 第一篇 工程原理基礎(chǔ) 東北大學(xué)環(huán)境工程研究所 LOGO 在環(huán)境污染控制工程領(lǐng)域，無論是水處理、廢氣處理和固體廢棄物處理處置，還是給水排水管道工程，都涉及流體流動、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞現(xiàn)象。 ?流體流動 ：輸送流體、沉降分離流體中顆粒物， 污染物的過濾分離等 ?熱量傳遞 ：加熱、冷卻、干燥、蒸發(fā)以及管道、設(shè)備的保溫等 ?質(zhì)量傳遞 ：吸收、吸附、吹脫、膜分離以及生物、化學(xué)反應(yīng)等 第 I篇 工程原理基礎(chǔ) LOGO 本篇主要講述質(zhì)量衡算、能量衡算等環(huán)境工程中分析問題的基本方法，以及流體流動和熱量傳遞、質(zhì)量傳遞的基礎(chǔ)理論。 系統(tǒng)掌握 流體流動 和 熱量傳遞、質(zhì)量傳遞過程的基礎(chǔ)理論，對優(yōu)化污染物的分離和轉(zhuǎn)化過程、提高污染控制工程的效率具有重要意義。 第 I篇 工程原理基礎(chǔ) LOGO LOGO 第二章 質(zhì)量衡算與能量衡算 東北大學(xué)環(huán)境工程研究所 LOGO 第一節(jié) 常用物理量 常用物理量及單位換算 常用物理量及其表示方法 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 衡算系統(tǒng)的概念 總質(zhì)量衡算方程 第三節(jié) 能量衡算 總能量衡算方程 熱量衡算方程 本章主要內(nèi)容 LOGO 國際單位制 的基本單位 量的名稱 單位名稱 單位符號 長度 質(zhì)量 時間 電流 熱力學(xué)溫度 物質(zhì)的量 發(fā)光強度 米 千克（公斤） 秒 安 [培 ] 開 [爾文 ] 摩 [爾 ] 坎 [德拉 ] M Kg s A K mol cd 計量單位是度量物理量的標準 物理量＝數(shù)值 單位 國際單位制，符號為 SI 計量單位 mkg 表 國際單位制的基本單位 7個基本單位 LOGO 2個輔助單位 表 國際單位制的輔助單位 量的名稱 單位名稱 單位符號 平面角 立體角 弧度 球面度 rad sr 按照定義式 由基本單位相乘或相除求得，并且其導(dǎo)出單位的定義式中的 比例系數(shù)永遠取 1。 導(dǎo)出單位 LOGO 當采用其他單位制時，將各物理量的單位代入定義式中，得到的 k不等于 1。例如，上例中，若距離的單位為 cm，則 k=。 2u m sF k m a k m ktt? ? ?式中 F—— 力； m—— 質(zhì)量； a—— 加速度； u—— 速度； t—— 時間； s—— 距離； k—— 比例系數(shù)。 力的導(dǎo)出單位 ，按牛頓運動定律寫出力的定義式，即 2??? smkg按照國際單位制規(guī)定， 取 k=1，則力的導(dǎo)出單位為 導(dǎo)出單位 LOGO 同一物理量用不同單位制的單位度量時，其數(shù)值比稱為 換算因數(shù)。 例如 1m長的管用英尺度量時為 ，則英尺與米的換算因數(shù)為 。 解：按照題意，將 kgf/cm2中力的單位 kgf換算為 N， cm2換算為m2。查表， N與 kgf的換算因數(shù)為 ，因此 1kgf＝ 又 1cm＝ 所以 ＝ ()2=105 N/ m2 【 例題 1】 已知 1atm＝ ，將其換算為 N/ m2。 物理量的單位換算 LOGO 1．質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度 （ 1）質(zhì)量濃度 （ 2）物質(zhì)的量濃度 組分 A的摩爾質(zhì)量 AA mV? ? AAncV?AAM?2. 質(zhì)量分數(shù) AmAmxm?組分 A的質(zhì)量分數(shù) 混合物的總質(zhì)量 組分 A的質(zhì)量 常用物理量的表示方法 LOGO 在水處理中，污水中的污染物 濃度一般較低 ， 1L污水的質(zhì)量可以近似認為等于 1000g，所以實際應(yīng)用中，常常將質(zhì)量濃度和質(zhì)量分數(shù)加以換算，即 1mg/L 相當于 1mg/1000g ＝ 1 106（質(zhì)量分數(shù)） = 1ppm 1μg/L 相當于 1μg/1000g ＝ 1 109（質(zhì)量分數(shù)） =1ppb ppm——— ppb ——— μg/g， 106 μg/kg， 109 （質(zhì)量分數(shù)） LOGO 在大氣污染控制工程中，常用體積分數(shù)表示污染物質(zhì)的濃度。例如mL/m3，則此氣態(tài)污染物質(zhì)濃度為 106。 1mol任何 理想氣體 在相同的壓強和溫度下有著同樣的體積，因此可以用體積分數(shù)表示污染物質(zhì)的濃度，在實際應(yīng)用中非常方便；同時，該單位的最大優(yōu)點是與溫度、壓力無關(guān)。 對于氣體， 體積分
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