【正文】 K ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 設(shè)冷卻水的質(zhì)量流量為 冷卻水吸收熱量速率為 MW170 0 ?????qP F m pH H q c T? ? ???第三節(jié) 能量衡算 （ 2）以河流水為衡算對(duì)象，在 100m3/s的流量下，吸收 1700MW能量后河水溫度的變化為 101700 o36＝?? ??? T河水溫度升高了 ℃ ，變?yōu)?℃ 。其余三分之二的化學(xué)能以廢熱的形式釋放到環(huán)境中，其中有 15%的廢熱從煙囪中排出，其余 85%的余熱隨冷卻水進(jìn)入附近的河流中。 mq () 則系統(tǒng)的能量變化率為21()P F mH H q H H? ? ???() 第三節(jié) 能量衡算 (1)當(dāng)物料無相變時(shí) ，若定壓比熱容不隨溫度變化，或取物料平均溫度下的定壓比熱容時(shí) : ΔT 21()P F m m pH H q H H q c T? ? ? ? ???mq例如：用水對(duì)熱電廠的煙氣進(jìn)行冷卻， 表示冷卻水的質(zhì)量流量， 表示冷卻水在流經(jīng)熱電廠的冷凝器后溫度的升高。采用外循環(huán)法加熱，使污水以 5 m3/h的流量通過換熱器，換熱器用水蒸氣加熱，其出口溫度恒定為 100℃ 。換熱器向四周的散熱速率為 10 000 kJ/h。 14 3 211 0 10 10 245 5 10Q ? ? ? ? ? ? ?℃ ℃ ℃ 第三節(jié) 能量衡算 －與環(huán)境既有物質(zhì)交換又有能量交換的系統(tǒng) 對(duì)于單位時(shí)間物料進(jìn)行衡算 qEHH qFP ??? ??對(duì)于 穩(wěn)態(tài) 過程 qHH FP ?? ?第三節(jié) 能量衡算 四、開放系統(tǒng)的熱量衡算 () 開放系統(tǒng) 【例題 】在一列管式換熱器中用 373K的飽和水蒸氣加熱某液體，液體流量為 1000kg/h。 解：全球水體的平均表層溫度接近 15 ? ，因此選用 15 ? 作為起始溫度。 t?系統(tǒng) 吸收的熱量 來自發(fā)熱元件，加熱時(shí)間為 ， 輸入的熱量為 Q＝ Δt＝ kW 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 輸入速率 輸出速率 降解速率 ?1 0? ? 2???mrq k V???＝ 50 2 ＝ 140mg/h 1mq ＝ 1000 ρ＝ 1000ρ mg/h 2mq12 0mmq q k V?? ? ?第二節(jié) 質(zhì)量衡算 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 （ 1）進(jìn)行質(zhì)量衡算的三個(gè)要素是什么？ （ 2）簡(jiǎn)述穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)和非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的特征。甲醛轉(zhuǎn)化為二氧化碳的反應(yīng)速率常數(shù)為 k＝ h1。 ？ ？ ？ 根據(jù)需要?jiǎng)澏ê馑愕南到y(tǒng) 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 已知 0Vq=5000m3/d， 0?＝ 200mg/L， 2?＝ 20mg/L， 3?1?＝ (10096)/(100/1000)＝ 40(g/L)＝ 40000(mg/L) 4＝ ()/(100/1000)＝ 2(g/L)＝ 2023(mg/L) ＝ 100mg/L 污泥含水率為污泥中水和污泥總量的質(zhì)量比，因此污泥中懸浮物含量為 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 (1)求污泥產(chǎn)量 以沉淀池和濃縮池的整個(gè)過程為衡算系統(tǒng)，懸浮物為衡算對(duì)象，因系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，輸入系統(tǒng)的懸浮物量等于輸出的量。污水流量為 5000m3/d，懸浮物含量為 200mg/L，沉淀池出水中懸浮物濃度為 20mg/L，沉淀污泥的含水率為 %，進(jìn)入濃縮池停留一定時(shí)間后，排出的污泥含水率為 96%，上清液中的懸浮物含量為 100mg/L。罐內(nèi)盛有 2m深的水。求穩(wěn)態(tài)情況下流出水中污染物的濃度。假設(shè)體積 V中可降解物質(zhì)的濃度均勻分布，則 反應(yīng)速率常數(shù)，s1或 d1 物質(zhì)濃度 負(fù)號(hào)表示污染物隨時(shí)間的增加而減少 體積 反應(yīng)速率 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 各種情況下的質(zhì)量衡算 d 0dmt ?0mrq ?? 穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) ? 非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) ?組分發(fā)生反應(yīng) ?組分不發(fā)生反應(yīng) ?以某組分為對(duì)象 ?以全部部分為對(duì)象 ?以總質(zhì)量表示 ?以單位時(shí)間質(zhì)量表示 12 rm m m m? ? ? ?12ddmmmqq t?? ddmtddm m m rmq q q t? ? ?ddm m m rmq q q t? ? ddm m m r mq q q t? ? ?ddm m m rmq q q t? ? ?0m m rq q? ?第二節(jié) 質(zhì)量衡算 二、總質(zhì)量衡算 質(zhì)量衡算方程的應(yīng)用 ? 需要?jiǎng)澏ê馑愕南到y(tǒng) ? 要確定衡算的對(duì)象 ? 確定衡算的基準(zhǔn) ? 繪制質(zhì)量衡算系統(tǒng)圖 ? 注意單位要統(tǒng)一 劃定衡算的系統(tǒng) 確定衡算的對(duì)象 某組分 衡算的范圍 某組分，和全部組分 單位時(shí)間，某時(shí)間段內(nèi)，或一個(gè)周期 總衡算和微分衡算 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 —— 用來分析質(zhì)量遷移的特定區(qū)域，即 衡算的空間范圍 ?環(huán)境設(shè)備或管道中一個(gè)微元體 —— 微分衡算 ?一個(gè)反應(yīng)池、一個(gè)車間，或者一個(gè)湖泊、一段河流、一座城市上方的空氣，甚至可以是整個(gè)地球 —— 總衡算 (一 )衡算系統(tǒng) 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 1Vq2VqVmq質(zhì)量衡算系統(tǒng)圖 單位要統(tǒng)一 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 1Vq2VqVmq【例題 】一個(gè)湖泊的容積為 106m3。 (四 )通量 第一節(jié) 常用物理量 第一節(jié) 常用物理量 （ 1）什么是換算因數(shù)？英尺和米的換算因素是多少？ （ 2）什么是量綱和無量綱準(zhǔn)數(shù)？單位和量綱的區(qū)別是什么？ （ 3）質(zhì)量分?jǐn)?shù)和質(zhì)量比的區(qū)別和關(guān)系如何？試舉出質(zhì)量比的 應(yīng)用實(shí)例。通量是 表示傳遞速率的重要物理量。 解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程， 1mol空氣在 1atm和 25℃下的體積為 LV ????一氧化碳（ CO）的分子質(zhì)量為 28g/mol，所以 CO的質(zhì)量濃度為 6?????mg/m3 第一節(jié) 常用物理量 （ 2） 摩爾分?jǐn)?shù) nnx AA ?組分 A的摩爾分?jǐn)?shù) 混合物的總摩爾數(shù) 組分 A的摩爾數(shù) 當(dāng)混合物為氣液兩相體系時(shí)，常以 x表示液相中的摩爾分?jǐn)?shù)， y表示氣相中的摩爾分?jǐn)?shù) ， ? ?1//m A AA Nm i iixMxxM??? ? ?1AAmA NiiixMxxM???組分 A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系 第一節(jié) 常用物理量 () () () 3．質(zhì)量比與摩爾比 AmAAmXmm? ?組分 A的質(zhì)量比 混合物中惰性物質(zhì)的質(zhì)量 組分 A的質(zhì)量 （當(dāng)混合物中除組分 A外，其余為情性組分時(shí)） 組分 A與惰性組分的關(guān)系 第一節(jié) 常用物理量 () 質(zhì)量比與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系 mAmAmA xxX?? 1() 組分 A與惰性組分的關(guān)系 3．質(zhì)量比與摩爾比 （當(dāng)混合物中除組分 A外，其余為情性組分時(shí)） 第一節(jié) 常用物理量 AAA nnnX??組分 A的摩爾比 混合物中惰性物質(zhì)的摩爾數(shù) 組分 A的摩爾數(shù) () 摩爾比與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系 AAA xxX?? 1AAA pppY??() () 體積流量 VVqt?質(zhì)量流量 mVqt??u?在 x, y ,z 三個(gè)軸方向上的投影分別為 xu 、 yu 、 zu 一維流動(dòng) 二維流動(dòng) 三維流動(dòng) 速度分布 平均速度 (二 )流量 (三 )流速 第一節(jié) 常用物理量 () () 圓形管道 24Vmqud?? 4Vm