第02章質(zhì)量衡算與能量衡算(編輯修改稿)
2025-02-02 15:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 于穩(wěn)定狀態(tài)，過程中沒有生物作用。求整個系統(tǒng)的污泥產(chǎn)量和排水量，以及濃縮池上清液回流量。污水的密度為 1000kg/m3。 ρ0 ρ1 ρ2 ρ4 ρ3 1Vq3Vq4Vq2Vq0Vq？ ？ ？ 根據(jù)需要劃定衡算的系統(tǒng) LOGO 已知 0Vq=5 000m3/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 (1)求污泥產(chǎn)量 以沉淀池和濃縮池的整個過程為衡算系統(tǒng)，懸浮物為衡算對象，因系統(tǒng)穩(wěn)定運行，輸入系統(tǒng)的懸浮物量等于輸出的量。 LOGO 輸入速率 0 0 1 1 2 2V V Vq q q? ? ???1 0 0mVqq??輸出速率 2 1 1 2 2m V Vq q q????0 1 2V V Vq q q??1q2= m3/d ＝ m3/d ρ0 ρ1 ρ2 ρ4 ρ3 1Vq3Vq4Vq2Vq0Vq LOGO (2)濃縮池上清液量 取濃縮池為衡算系統(tǒng)，懸浮物為衡算對象 污泥含水率從 ％ 降至96％ ,污泥體積由 m3/d減少為 ,相差 20倍。 輸入速率 4 4 1 1 3 3V V Vq q q? ? ???1 4 4mVqq??輸出速率 2 1 1 3 3m V Vq q q????4 1 3V V Vq q q??=450 m3/d ＝ m3/d 4q3ρ0 ρ1 ρ2 ρ4 ρ3 1Vq3Vq4Vq2Vq0VqLOGO 【 例題 5】 一個湖泊的容積為 106m3。有一流量為、污染物濃度為 同時，還有一污水排放口將污水排入湖泊，污水流量為，質(zhì)量濃度為 100mg/L。污染物的降解速率常數(shù)為 d1。假設污染物質(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。 12 0mmq q k V?? ? ?B 穩(wěn)態(tài)反應系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)情況 : LOGO 1Vq2VqVmq解：假設完全混合意味著 湖泊中的污染物質(zhì)量濃度等于流出水中的污染物質(zhì)量濃度 , 1 1 1 2 2m V Vq q q????輸入速率 輸出速率 2 m m 1 2()m V V Vq q q q??? ? ? ? 降解速率 m?? ? rmq k V??? 5 3 10 10 23. 1 10 0??? ? ? ? ? ? B 穩(wěn)態(tài)反應系統(tǒng) m?? ?LOGO 【 例題 6】 在一個大小為 500m3的會議室里面有 50個吸煙者，每人每小時吸兩支香煙。每支香煙散發(fā) 。甲醛轉(zhuǎn)化為二氧化碳的反應速率常數(shù)為 k＝ h1。新鮮空氣進入會議室的流量為 1 000m3/h，同時室內(nèi)的原有空氣以相同的流量流出。 假設混合完全 ，估計在 25℃ 、 ，甲醛的穩(wěn)態(tài)質(zhì)量濃度。并與造成眼刺激的起始體積分數(shù) 106相比較。 LOGO 輸入速率 輸出速率 降解速率 ?1 0? ? 2???mrq k V???＝ 502＝ 140 mg/h 1mq ＝ 1000ρ＝ 1000ρ mg/h 2mq12 0mmq q k V?? ? ?LOGO m 1? 2? 解：根據(jù)質(zhì)量衡算方程 【 例題 6】 一圓筒形儲罐，直徑為 。罐內(nèi)盛有 2m深的水。在無水源補充的情況下，打開底部閥門放水。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)過多長時間后，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 水泵對水做功 ，將水提升到高處 ？ ?流體在管道中流動，由于黏性產(chǎn)生摩擦力， 消耗 機械能 ， 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
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