質(zhì)量衡算與能量衡算培訓(xùn)課程-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 33356 mg/m ??????? ?（ 2） 摩爾分?jǐn)?shù) AAnxn?組分 A的摩爾分?jǐn)?shù) 混合物的總物質(zhì)的量 組分 A的物質(zhì)的量 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)。例如 mL/m3，則此氣態(tài)污染物質(zhì)濃度為 106。 可測(cè)量物理量可以分為兩類：基本量和導(dǎo)出量。 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(wèn)題的 基本方法 ， 以及流體流動(dòng)和熱量傳遞、質(zhì)量傳遞的 基本理論 。 無(wú)量綱準(zhǔn)數(shù)既無(wú)量綱，又無(wú)單位， 通常具有一定的物理意義。又因?yàn)槿魏螁挝晃镔|(zhì)的量有相同數(shù)量的分子，體積分?jǐn)?shù) 106也相當(dāng)于每 106個(gè)空氣分子中有 1個(gè)污染物分子。 一般 液體流速取 ~ m/s， 氣體則為 10~30 m/s。 （ 4）大氣污染控制工程中經(jīng)常用體積分?jǐn)?shù)表示污染物的濃度，試說(shuō)明該單位的優(yōu)點(diǎn)，并闡述與質(zhì)量濃度的關(guān)系。 （三）穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)與非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) 非穩(wěn)態(tài)過(guò)程的數(shù)學(xué)特征： t 0? ??m m mmq q qt1 2 rdd? ? ?質(zhì)量衡算的一般方程： 轉(zhuǎn)化速率或反應(yīng)速率 (kg/s)，單位時(shí)間內(nèi)因化學(xué)反應(yīng)或生物反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的質(zhì)量。 輸入 4 4 1 1 3 3V V Vq q q? ? ???1 4mVqq??輸出 2 1 1 3 3m V Vq q q????4 1 3V V Vq q qqv3 = 450 m3/d， qv4 = m3/d (二 ) 穩(wěn)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng) rmq k V??? 污染物的生物降解經(jīng)常被視為 一級(jí)反應(yīng) ， 即污染物的降解速率與其濃度成正比 。 罐內(nèi)盛有 2m深的水 。 通常以 273K物質(zhì)的液態(tài)為基準(zhǔn) 。 其余三分之二的化學(xué)能以廢熱形式釋放到環(huán)境中 ， 其中 15%的廢熱從煙囪排出 ， 其余 85%的余熱隨冷卻水進(jìn)入附近河流中 。 假設(shè)罐內(nèi) 污水混合均勻 ， 污水密度為 1000kg/ m3， 不考慮池散熱 ， 問(wèn)污水加熱到所需溫度需要多少時(shí)間 ？ 非穩(wěn)態(tài)過(guò)程 解：池中污水溫度隨時(shí)間變化，為 非穩(wěn)態(tài)過(guò)程 ， 以污水池為衡 算系統(tǒng) ，以 0℃ 的污水為溫度物態(tài)基準(zhǔn)。 河水溫度升高了 ℃ ，變?yōu)?℃ 。 H1 —— 單位質(zhì)量物料進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)的焓， kJ/kg。 環(huán)境工程主要涉及兩大類問(wèn)題： 物料溫度與熱量變化過(guò)程－－加熱、冷卻、散熱 各種能量的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程－－流體輸送 一、能量衡算方程 二、 熱量衡算方程 三、封閉系統(tǒng)的熱量衡算方程 四、開(kāi)放系統(tǒng)的熱量衡算方程 主要內(nèi)容 第三節(jié) 能量衡算 一、能量衡算方程 （ 1）流體攜帶能量 (物質(zhì)和能量 )可進(jìn)出系統(tǒng) — 開(kāi)放系統(tǒng) （ 2）只與環(huán)境交換能量 (熱，功 )無(wú)物質(zhì)交換 — 封閉系統(tǒng) 邊界 加熱或冷卻系統(tǒng)、流體輸送設(shè)備 河流或湖泊水體、區(qū)域大氣乃至整個(gè)地球。 假設(shè)污染物質(zhì)在湖泊中完全混合 ， 且湖水不因蒸發(fā)等原因增加或者減少 ， 求穩(wěn)態(tài)情況下流出水中污染物的質(zhì)量濃度 。設(shè)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài) ， 過(guò)程中無(wú)生物作用 ， 求整個(gè)系統(tǒng)污泥產(chǎn)量和排水量以及濃縮池上清液回流量 。 (二 ) 總衡算與微分衡算 研究一個(gè)過(guò)程的總規(guī)律而不涉及內(nèi)部詳細(xì)情況時(shí)，也可運(yùn)用總衡算。s)； ? 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的某組分的 質(zhì)量 ，成為該組分的質(zhì)量通量，單位為 kmol/(m2用質(zhì)量濃度表示一氧化碳的濃度。 AAAcM??組分 A的質(zhì)量濃度與其物質(zhì)的量濃度關(guān)系 : 2. 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù) （ 1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù) 在水處理中 ， 水中污染物的 濃度一般較低 ， 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 常將質(zhì)量濃度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)加以換算 ， 即 1mg/L=1mg/1000g = 1 106（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） = 1ppm 1μg/L= 1μg/1000g = 1 109（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） = 1ppb 在大氣污染控制工程中，常用體積分?jǐn)?shù)表示污染物質(zhì)的濃度。 量綱與單位的區(qū)別： 量綱是 可測(cè)量的性質(zhì) ； 單位是 測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn) ，用這些標(biāo)準(zhǔn)和確定的數(shù)值可以定量地描述量綱。 三傳：動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞 第二章 質(zhì)量衡算與能量衡算 主要內(nèi)容 第一節(jié) 常用物理量 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 第三節(jié) 能量衡算 計(jì)量單位是度量物理量的標(biāo)準(zhǔn) 物理量＝數(shù)值 單位 國(guó)際單位制，符號(hào)為 SI 第一節(jié) 常用物理量 一、計(jì)量單位 量的名稱 單位名稱 單位符號(hào) 長(zhǎng)度 質(zhì)量 時(shí)間 電流 熱力學(xué)溫度 物質(zhì)的量 發(fā)光強(qiáng)度 米 千克 秒 安 [培 ] 開(kāi) [爾文 ] 摩 [爾 ] 坎 [德拉 ] s A K mol cd m kg 表 國(guó)際單位制的基本單位 7個(gè)基本單位 表 國(guó)際單位制的輔助單位 量的名稱 單位名稱 單位符號(hào) 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，并且導(dǎo)出單位的定義式中 比例系數(shù)永遠(yuǎn)取 1。 其 數(shù)值大小與所選的單位制無(wú)關(guān)，但 組合群數(shù)的各個(gè)量必須采用同一單位制。 對(duì)于氣體污染物，若把混合物看成理想氣體，則符合理想氣體狀態(tài)方程，即： 式中：
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