质量衡算与能量衡算

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1、环境工程原理第一篇环境工程原理基础第Ⅰ篇环境工程原理基础质量衡算与能量衡算流体输送、流体中的过程加热、冷却、设备保温等热量传递吸收、吸附、萃取、膜分离生物、化学反应质量传递给水处理、污水处理，废气处理，固体废弃物处理土壤净化给水排水管道工程流体流动第Ⅰ篇环境工程原理基础本篇的要求系统掌握流体流动和热量、质量传递过程的基础理论，对优化污染物的分离和转化过程、提高污染控制工程的效率具有重要意义。本篇内容概述本篇主要讲述质量衡算、能量衡算等环境工程中分析问题的基本方法，以及流体流动和热量、质量传递的基础理论。第Ⅰ篇环境工程原理基础本篇包含的主要章节第二章质

2、量衡算与能量衡算第三章流体流动第四章热量传递第五章质量传递第二章质量衡算与能量衡算第二节质量衡算第三节能量衡算第一节常用物理量一、计量单位计量单位是度量物理量的标准物理量＝数值×计量单位国际单位制:1960年10月第十一届国际计量大会通过了一种新的单位制度，称为国际单位制度，其代号为SI。它是米-千克-秒(单位制)制的引伸。由于SI制的“统用性”和“一贯性”的优点，在国际上迅速得到推广。其包括7个基本单位、2个辅助单位和导出单位。第一节常用物理量第一节常用物理量7个基本单位量的名称单位名称单位符号长度米m质量千克（公斤）kg时间秒s电流安（培）A热力

3、学温度开（尔文）K物质的量摩（尔）mol发光强度坎（德拉）cd量的名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr2个辅助单位第一节常用物理量导出单位按照定义式由基本单位相乘或相除求得，并且其导出单位的定义式中的比例系数永远取1。力的导出单位，按牛顿运动定律写出力的定义式，即按照国际单位制规定，取k=1，则力的导出单位为当采用其它单位制时，将各物理量的单位代入定义式中，得到的k不等于1。例如，上例中，若距离的单位为cm，则k=0.01。国际单位制中规定了若干具有专门名称的导出单位第一节常用物理量二、物理量的单位换算同一物理量用不同单位制的单位度量

4、时，其数值比称为换算因数解：按照题意，将kgf/cm2中力的单位kgf换算为N，cm2换算为m2。查表，N与kgf的换算因数为9.80665，因此1kgf＝9.80665N1cm＝0.01m所以1.033kgf/cm2＝1.033×9.80665N/(0.01m)2=1.013×105N/m2例如1m长的管用英尺度量时为3.2808ft，则英尺与米的换算因数为3.2808。例2.1.1已知1atm＝1.033kgf/cm2，将其换算为N/m2。——设备周围空气流动速度，cm/s例2.1.2设备壁面因强制对流和辐射作用向周围环境中散失的热量可用下式表示

5、，即式中——对流-辐射联合传热系数，kcal/（m2·h·℃）若将a的单位改为W/(m2·K),u的单位改为m/s，试将上式加以变换。第一节常用物理量解：根据附录，1kcal＝4186.8W·s，1h=3600s；1℃表示温差为1℃，用K表示温度时，温差为1K。因此1kcal/（m2·h·℃）＝4186.8/3600W/(m2·K)＝1.163W/(m2·K)1cm/s＝0.01m/s整理上式，并略去上标，得将上两式带入原式中，得W/(m2·K)令为以W/(m2·K)为单位的传热系数，为以m/s为单位的速度？第一节常用物理量第一节常用物理量三、量纲和

6、无量纲准数(一)量纲用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为它的量纲。量纲与单位的区别：量纲是可测量的性质；单位是测量的标准，用这些标准和确定的数值可以定量地描述量纲。可测量物理量可以分为两类：基本量和导出量。第一节常用物理量基本量纲:质量、长度、时间、温度的量纲，分别以M、L、t和T表示，简称MLtT量纲体系。【物理量】表示该物理量的量纲，不指具有确定数值的某一物理量。利用量纲所建立起来的关系是定性的而不是定量的。其他物理量均可以以M、L、t和T的组合形式表示其量纲:[速度]=[密度]=[压强]=[黏度]=Lt－1ML－3ML－1t－2ML－1t

7、－1第一节常用物理量(二)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，称为无量纲准数。无量纲准数既无量纲，又无单位，其数值大小与所选单位制无关。只要组合群数的各个量采用同一单位制，都可得到相同数值的无量纲准数。准数符号定义雷诺数(Reynold)Re标准提法是量纲为1第一节常用物理量例如：氨的水溶液的浓度1．质量浓度与物质的量浓度mg/Lmol/L氨的质量或物质的量/溶液体积2.质量分数与摩尔分数%kg/kgkmol/kmol氨的质量/溶液的质量氨的物质的量/溶液的物质的量3．质量比与摩尔比kmol/kmolkg/kg氨的质量/水的质量氨的物

8、质的量/水的物质的量(一)浓度四、常用物理量及其表示方法第一节常用物理量1．质量浓度与物质的量浓度（1）质量