第02章質(zhì)量衡算與能量衡算(完整版)
【正文】 pb ——— μg/g， 106 μg/kg， 109 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） LOGO 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。 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(guó)際單位制 的基本單位 量的名稱(chēng) 單位名稱(chēng) 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（公斤） 秒 安 [培 ] 開(kāi) [爾文 ] 摩 [爾 ] 坎 [德拉 ] M Kg s A K mol cd 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 計(jì)量單位 mkg 表 國(guó)際單位制的基本單位 7個(gè)基本單位 LOGO 2個(gè)輔助單位 表 國(guó)際單位制的輔助單位 量的名稱(chēng) 單位名稱(chēng) 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，并且其導(dǎo)出單位的定義式中的 比例系數(shù)永遠(yuǎn)取 1。 導(dǎo)出單位 LOGO 當(dāng)采用其他單位制時(shí)，將各物理量的單位代入定義式中，得到的 k不等于 1。例如mL/m3，則此氣態(tài)污染物質(zhì)濃度為 106。用質(zhì)量濃度表示一氧化碳的濃度。 組分為生成物時(shí)為正值，為反應(yīng)物時(shí)，為負(fù)值。求整個(gè)系統(tǒng)的污泥產(chǎn)量和排水量，以及濃縮池上清液回流量。求穩(wěn)態(tài)情況下流出水中污染物的質(zhì)量濃度。罐內(nèi)盛有 2m深的水。 LOGO —— 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 P F qH H E q? ? ???對(duì)于 穩(wěn)態(tài) 過(guò)程 ， 無(wú)能量積累 PFH H q?? 開(kāi)放系統(tǒng)的熱量衡算 開(kāi)放系統(tǒng) LOGO 開(kāi)放系統(tǒng)的熱量衡算 【 例題 2】 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。 mq則系統(tǒng)的能量變化率為P F 2 1()mH H q H H? ? ??? LOGO (1)當(dāng)物料無(wú)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 P F 2 1()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。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。河流上游的流速為 100m3/s，水溫為 20℃ 。當(dāng)冷凝液以飽和溫度離開(kāi)系統(tǒng)時(shí) : 21()P F m mH H q H H q r? ? ? ?式中： r —— 飽和蒸汽的冷凝潛熱， kJ/kg 。K)。已知水流出的質(zhì)量流量與水深 Z的關(guān)系為 2 ?kg/s， 求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后，水位下降至 1m？ 12ddmmmqqt??1 0mq ?2 ?2π 100 0 5024A z z z??? ? ? ? ?kg/s kg tzzdd502274. ?? 102 74 dd502t ztz????z1mq 2mq12ddmt????≠0 C 非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) LOGO 水預(yù)熱系統(tǒng) Vq?用熱水或蒸汽加熱水或污泥 ?用冷水吸收電廠的廢熱 —— 水或污泥吸收熱量溫度升高 —— 冷卻水吸收熱量溫度升高 用量？ 加熱時(shí)間？ 流量？ 溫度？ 能量衡算方程 LOGO 能量衡算方程 ?流體輸送中，通過(guò) 水泵對(duì)水做功 ，將水提升到高處 ？ ?流體在管道中流動(dòng)，由于黏性產(chǎn)生摩擦力， 消耗 機(jī)械能 ， 轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃? ？ ？ ？ LOGO （ 1）物料和能量都可以穿越系統(tǒng)邊界 熱量 做功 能量既不會(huì)消失也不能被創(chuàng)造 。每支香煙散發(fā) 。 ρ0 ρ1 ρ2 ρ4 ρ3 1Vq3Vq4Vq2Vq0Vq？ ？ ？ 根據(jù)需要?jiǎng)澏ê馑愕南到y(tǒng)
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