質(zhì)量衡算與能量衡算培訓(xùn)課程-閱讀頁
2025-03-06 11:25本頁面
【正文】 ?質(zhì)量衡算方程為： L/??以湖為衡算系統(tǒng)，污染物為衡算對象，取 1s為衡算基準(zhǔn) 注意 : 對 d1進(jìn)行單位換算 根據(jù)質(zhì)量衡算方程 12ddmmmqqt??1 0mq ?2 74mqz? m 1? 2? z1mq 2mq12ddmt????≠0 (三 ) 非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) 需要采用微分衡算方程，通過對初始狀態(tài)和最終狀態(tài)進(jìn)行積分，求得未知量。 罐內(nèi)盛有 2m深的水 。 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)過多長時間后，水位下降至 1m？ 解：以 儲罐 為衡算系統(tǒng)， 罐內(nèi)水 為衡算對象，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。 環(huán)境工程主要涉及兩大類問題： 物料溫度與熱量變化過程－－加熱、冷卻、散熱 各種能量的相互轉(zhuǎn)化過程－－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) — 開放系統(tǒng) （ 2）只與環(huán)境交換能量 (熱，功 )無物質(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)域大氣乃至整個地球。 此類過程系統(tǒng)對外不做功，即 W = 0， PFE H H E q39。 通常以 273K物質(zhì)的液態(tài)為基準(zhǔn) 。 單位質(zhì)量物質(zhì)的焓 單位質(zhì)量物質(zhì)內(nèi)能 物質(zhì)所處的壓強(qiáng) 單位質(zhì)量物質(zhì)體積 () 封閉系統(tǒng) —— 與環(huán)境沒有物質(zhì)交換 qEq?QEQ?系統(tǒng)從外界吸收的熱量等于內(nèi)部能量的積累 對物料總質(zhì)量或單位質(zhì)量物料進(jìn)行衡算，單位： kJ。 H1 —— 單位質(zhì)量物料進(jìn)入系統(tǒng)時的焓， kJ/kg。 則系統(tǒng)的能量變化率為 (1)物料無相變 m m pH H q H H q c TP F 2 1()? ? ? ? ???() (2)物料有相變 P F m mH H q H H q r21()? ? ? ?() 當(dāng)物料離開系統(tǒng)時的 溫度低于飽和溫度 m m m pH H q H H q r q c TP F 2 1()? ? ? ? ? ?() 物料經(jīng)過系統(tǒng)放出潛熱， r為負(fù)值！ 飽和蒸汽的冷凝潛熱， kJ/kg。 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 。 試計算： （ 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。 河水溫度升高了 ℃ ，變?yōu)?℃ 。 （ 4）對于不對外做功的封閉系統(tǒng)，其內(nèi)部能量的變化如何表現(xiàn)？ （ 5）對于不對外做功的開放系統(tǒng)，系統(tǒng)能量變化率可如何表示？ 本節(jié)思考題 本節(jié)書面作業(yè) 課本 p46—— ； 第三節(jié) 能量衡算 Q Vq【 例題 】 一污水池內(nèi)有 50m3污水 ， 溫度為 15℃ ， 為加速消化過程 ， 需將其加熱到 35℃ 。 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 ， 問污水加熱到所需溫度需要多少時間 ？ 非穩(wěn)態(tài)過程 解：池中污水溫度隨時間變化，為 非穩(wěn)態(tài)過程 ， 以污水池為衡 算系統(tǒng) ，以 0℃ 的污水為溫度物態(tài)基準(zhǔn)。 3ddV p V p pTq c T q c T V ct? ? ???3ddVVTtq T T? ?邊界條件： 1 0t ?1 15T ?2 35350 1550 dd5 100t TtT? ??? 15100ln10 ????t℃ ℃ h tt ?2 P F q 0H H E? ? ???F P qH H E??謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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