【正文】 試計(jì)算： （ 1） 若冷卻水溫度只升高 10℃ ， 冷卻水的流量為多少 ？ （ 2） 這些冷卻水進(jìn)入河流后 ， 河水溫度將變化多少 ？ ？ ？ 1700MW 解：（ 1）以冷卻水為衡算對(duì)象 mq則冷卻水熱量的變化率為 61700 4184 10mq? ? ? ?361700 10 k g / s4184 10m ??? －＝＝水的密度為 1000kg/m3，故水的體積流量為 m3/s。 已知水流出的質(zhì)量流量與水深 Z的關(guān)系為 2 74?kg/s，求經(jīng)過多長時(shí)間后，水位下降至 1m？ 解：以 儲(chǔ)罐 為衡算系統(tǒng)， 罐內(nèi)水 為衡算對(duì)象，取 1s為衡算基準(zhǔn) tzzd ?? 102 74 dd502t ztz????t = 1518 s tztmdd502dd ?故： 將已知數(shù)據(jù)代入衡算式： 分離變量，在 t1= 0、 t2 =t和 z1 = 2 m、 z2 = 1 m間積分 ： 解得： 2π 100 0 5024m A z z z? ?? ? ? ? ?灌中水的瞬時(shí)質(zhì)量為： 各種條件下的質(zhì)量衡算 d 0dmt ?? 穩(wěn)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng) ? 非穩(wěn)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng) qm1－ qm2 ＋ qmr = dtdmqm1－ qm2 ＋ qmr = 0 ?穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)系統(tǒng) qmr = 0 qm1 = qm2 ? 非穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)系統(tǒng) qm1－ qm2 = dtqmr = 0 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）簡述穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)和非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的特征。 () 輸入速率 (kg/s)，單位時(shí)間輸入系統(tǒng)的物料質(zhì)量 輸出速率 (kg/s)，單位時(shí)間輸出系統(tǒng)的物料質(zhì)量 積累速率 (kg/s)，單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)積累的物料質(zhì)量 二、 總質(zhì)量衡算（物料衡算） ? 寫出衡算方程 衡算的類型 (總衡算 ? 微分衡算 ?) 某組分 ?全部組分 ? 單位時(shí)間，某時(shí)間段或一個(gè)周期？ 質(zhì)量衡算的分析步驟 注意單位要統(tǒng)一！ 輸出 輸入 轉(zhuǎn)化 積累 劃定衡算的系統(tǒng) 確定衡算的對(duì)象 某組分 ? 劃定衡算的系統(tǒng) ? 確定衡算的對(duì)象 ? 確定衡算的基準(zhǔn) 邊界 (一 ) 穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)系統(tǒng) 12ddm m m rmq q qt? ? ?混合輸出 輸入 1 輸入 2 輸入速率： qm1 = ρ1qv1+ ρ2qv2 輸出速率： qm2 = ρmqvm = ρm (qv2+qv2) ρm qvm ρ1 qv1 ρ2 qv2 反應(yīng)速率 =0 積累速率 =0 則質(zhì)量平衡方程為： ρ1qv1+ ρ2qv2= ρm (qv2+qv2) 12mmqq?【 例題 】 污水處理工藝的沉淀池用于去除水中懸浮物 ， 濃縮池用于進(jìn)一步濃縮沉淀的污泥 ， 將上清液返回到沉淀池 。通量是 表示傳遞速率的重要物理量 。 準(zhǔn)數(shù) 符號(hào) 定義 雷諾數(shù) (Reynold) 3[ ] MLρ ? 1] L tu ? 1 1[ ] ML t? ? 3 10 0 0 1 1M L L t L[ Re ] = M L tM L t?Re ??uL] LL ?水中污染物濃度常用單位是 mg/L 或 mol/L (M)， 空氣中污染物濃度單位常用 μg/L 或 mol/m3。 二、物理量的單位換算 三、量綱和無量綱準(zhǔn)數(shù) (一 )量綱 （ 看課本 p18， 2分鐘 ） 描述物體或系統(tǒng) 物理狀態(tài) 的 可測(cè)量性質(zhì) 稱為量綱。 AApV n R T?() 根據(jù)質(zhì)量濃度的定義 AAn R TVp? A A AAm n MVV?310 ?? ? ?AAAV R TV pM?310?AAAnMV?310 ???思考：體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量濃度之間的關(guān)系？ AAVV??？ 【 例題 】 在 、 25℃ 條件下，某室內(nèi)一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為 106。 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。 同時(shí) ，有一排放口將流量為 ， 質(zhì)量濃度為 100mg/L的污水排入 ， 污染物降解速率常數(shù)為 。 H H E qP F q? ? ???內(nèi)部能量的變化表現(xiàn)為 ？ 三、 封閉系統(tǒng)的熱量衡算 0 0 物料的定壓熱容 物料溫度改變 物料的質(zhì)量 無相變條件下 物質(zhì)熱量和溫度的變化可用比熱容來表示 （ 1）恒壓過程：系統(tǒng)吸收的熱量全部用于焓的增加 Q m H??Q m e??（ 2）恒容過程：系統(tǒng)吸收的熱量全部用于內(nèi)能的增加 物料的定容熱容 (一）無相變條件下的熱量衡算 pH c T? ? ?Ve c T? ? ?QE m L?QpE m c T??物質(zhì)的潛熱 對(duì)于固體或液體： CP = CV pQ m c T熱量衡算方程 Q m L?(二）有相變條件下的熱量衡算 發(fā)生相變時(shí)，吸收或放出熱量而溫度不變 則系統(tǒng)能量的變化可表示為： 系統(tǒng)能量的變化可表示為： 看課本 p40例題 注意：對(duì)單位時(shí)間物料進(jìn)行衡算 H H E qP F q? ? ???穩(wěn)態(tài)過程 H H qPF??四、開放系統(tǒng)的熱量衡算 () 開放系統(tǒng) —— 與環(huán)境既有物質(zhì)交換又有能量交換 則熱量衡算方程表示為 系統(tǒng)內(nèi)無熱量積累 看課本 p4