环境工程原理重点

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1、环境工程原理重点第一部分一、量纲与无量纲1.量纲：用来描述物体或系统物理状态的可测量性质。量纲与单位不同，其区别在于，量纲是可测量的性质，而单位是测量的标准，用这些标准和确定的数值可以定量的描述量纲。表示：如【长度】或【L】表示长度的量纲，不是具体确定数值的某一长度。分类：基本量（质量M、长度L、时间t、温度T）和导出量。导出量量纲可用基本量量纲组合形式表示。2.无量纲准数：由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。无量纲准数实际上量纲为1，其数值与所选单位制无关，但组合群数单位统一。雷诺数Re：惯性力与黏性力之比，用于判断流体的流动状态。定义式：Re=

2、ρuL/μ（ρ：密度，kg/m³；u：流速，m/s；μ：黏度，kg/(m·s)）二、常用物理量及其表示方法（一）浓度1.质量浓度：ρA=mA/V（ρA：组分A的质量浓度，kg/m³；mA：混合物中组分A的质量，kg；V：混合物的体积，m³）2.物质的量浓度：cA=nA/V（cA：组分A的物质的量浓度，kmol/m³；nA：混合物中组分A的物质的量，kmol）3.两者关系：cA=ρA/MA（MA：组分A的摩尔质量，kg/kmol）4.质量分数：xmA=mA/m(xmA：组分A的质量分数；m：混合物的总质量，kg)5.理想气体状态方程：pVA=nART（p：

3、混合气体的绝对压力，Pa；VA：组分A的体积，m³；nA：组分A的物质的量，mol；R：理想气体常数，8.314J/（mol·K）；T：混合气体的绝对温度，K）6.摩尔分数：xA=nA/n（xA：组分A的摩尔分数；n：混合物总物质的量，mol）13环四7.质量比：混合物中某组分的质量与惰性组分质量的比值。以XmA表示。XmA=mA/(m-mA)(XmA：组分A的质量比，量纲为1；m-mA：混合物中惰性物质的质量，kg)摩尔比：混合物中某组分的物质的量与惰性组分物质的量的比值。以X表示。XA=nA/（n-nA）(XA：组分A的摩尔比，量纲为1；n-nA：混

4、合物中惰性组分的物质的量，mol)（一）流量：qV=V/t（m³/s）——体积流量qm=Vρ/t（kg/s）——质量流量qm=qvρ（二）流速：um=qv/(πd²/4)（m/s）（经常使用圆形管，d为内径）（三）通量：单位时间内通过单位面积的物理量。表示传递速率的重要物理量。一、热量衡算方程：△E’=∑HP-∑HF+Eq（∑HF：单位时间输入系统的物料的焓值总和，即物料带入的能量总和，kJ/s；∑HP：单位时间输出系统的物料的焓值总和，及物料带出的能量总和，kJ/s；Eq：单位时间系统内部物料能量的积累，kJ/s；△E’：单位时间系统内部总能量的变化，

5、kJ/s）二、流体流动（um2/um1=(d1/d2)²——圆形管道）1.机械能衡算方程设计的能量分为两类：1）机械能：包括动能、位能及静压能。在流体流动过程中可以相互转变，也可转变为热和内能；2）内能和热：不能直接转变为机械能而用于流体的输送。2.方程：1/2△um2+g△z+△p/ρ=-We-∑hf3.伯努利方程：1/2△um2+g△z+△p/ρ=04.雷诺数：Re=ρuL/μ（圆管内：Re<2000时，流动总是层流，成为层流区；当Re>4000时，一般出现湍流，称为湍流区）5.牛顿黏性定律：τ=-μ·dux/dy(τ：剪切应力，N/m2;μ：动力黏

6、性系数，简称黏度，Pa·s；dux/dy：垂直于流动方向的速度梯度，或称剪切变形速率，s-1)该定律指出，相邻流体层之间的剪切应力τ与该处垂直于流动方向的速度梯度dux/dy成正比。适用于层流运动。6.黏度：ν=μ/ρ（ν：流体运动黏度，m2/s；ρ：流体密度，kg/m3）13环四温度对黏度的影响较大，由于内聚力是影响黏度的主要因素，因此，对于液体，当温度升高时，分子间距离增大，吸引力减小，因而使速度梯度所产生的剪切应力减小，即黏度减小；对于气体，由于气体分子间距大，内聚力很小，所以黏度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起的，温度升高，分子运动加快，

7、动量交换频繁，所以黏度增加。1.流动状态对剪切应力的影响：流动的剪切应力除了由分子运动引起外，还由质点脉动引起。由于质点脉动对流体之间的相互影响远大于分子运动，因此剪切应力将大大增加。2.阻力损失起因：黏性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物体前后压强差引起的形体阻力。损失影响因素：1）雷诺数大小；2）物体形状；3）物体表面粗糙度3.范宁公式：△pf=λ·l/d·ρum2/2(摩擦系数λ是流体的物性和流动状态的函数，量纲为1)——摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度ε/d的关系P82（P113,3.5,3.12）4.局部阻力损失：hf=ξum2/2（ξ：局部阻力

8、系数，无量纲，ξ=λl/d）5.流体测量计：1）测速管；2）孔板流量计；3）文丘