环境工程原理复习课件.ppt

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1、环境工程原理复习华虹复习环境工程原理课程共分三部分：第一篇环境工程原理基础第二篇分离过程原理第三篇反应工程原理环境工程原理采用工程学的方法，将各种不同的工艺流程中共性问题抽出进行讨论。课程内容具有普适性和通用性。质量守恒定律热量守恒定律动量传递基本理论热量传递基本理论质量传递基本理论反应动力学理论环境工程原理的基本理论：环境工程原理基础讨论的主要内容：衡算质量衡算热量衡算衡算范围衡算基准进、出衡算范围各流体的量及变化组成的表达方式；浓度换算；衡算范围内有无物料累积；是否发生化学反应；是否发生相变等。热量传递基本概念：传热的基本方式；稳定传热与不稳定传热；温度场；温度梯

2、度等稳定导热的基本定律：傅立叶（Fourier）第一定律数学表达式导热系数(W/m℃)相关计算单层平壁；多层平壁；单层（多层）圆筒壁导热计算等对流传热什么是对流传热？对流传热速率方程：牛顿冷却定律Q=αA∆T对流传热系数(W/m2℃)传热面积传热推动力传热阻力对流传热系数的经验关联式RePrGrC,a,k,g——经验常数。应用范围；定性温度；特征尺寸。查阅相应图、表；量纲一致性检验。有无相变？圆形直管（弯管）？板？管内（管外）？“大空间自然对流”？总传热速率方程Q=K∆TA推动力：对数平均温度差。与冷、热两股流体流向及状态有关。总传热系数：选经验值；现场测定；计算，相

3、应公式。总阻力：Ri；Ro；Rm；rSi；rSo。传热效率ε=————————————实际的传热量Q最大可能的传热量Qmax如果热流体为最小值流体，则传热效率为：如果冷流体为最小值流体，则传热效率为：如果已知传热效率，则可根据两股流体的进口温度来确定换热器传热量Q。传热单元数（NTU）如，基于冷流体的传热单元数流体的热容流量传热效率和传热单元数的关系并流逆流当两流体之一有相变时，质量传递基本概念：传质的基本方式：分子扩散；对流扩散分子扩散的基本定律：费克(Fick)定律JA=NAz=-DAB(dcA/dz)Fick定律中组成的表达方式；扩散系数D的物理意义。分子传质静

4、止流体中的质量传递等分子反向扩散（纯分子扩散）单向扩散（一组分通过另一停滞组分的扩散）传递方式传递类型分子扩散传质速率Stefan定律漂流因数组分B的对数平均分压当p=pBm，Stefan定律表达为Fick定律。扩散控制过程传质反应扩散反应控制过程传质主要受反应速率影响传质主要受扩散速率影响界面上有化学反应的稳态传质对流传质速率方程①气相组成以分压表示②液相组成以体积摩尔浓度表示③气相组成以摩尔分率表示④液相组成以摩尔分率表示对流传质机械分离传质分离常用分离技术沉降过滤吸收吸附萃取膜分离分离过程原理干燥沉降单颗粒的几何特性参数表示颗粒大小的参数：粒径：dp体积：Vp表

5、面积：A球形颗粒的比表面积：球形颗粒与非球形颗粒的差异以形状系数表征。φ=(deV/deS)2（球形颗粒的φ=１）颗粒群的特性粒度（粒径）分布颗粒的平均粒径粒子的密度重力沉降球形颗粒的自由沉降速度阻力系数，CD=f(Rep)滞流区：Rep≤2过渡区：2

6、尺寸都是圆筒直径D的倍数。旋风分离器的性能评价指标①临界粒径，dc临界粒径dc越小，分离效果越好。标准旋风分离器N通常取5②压力损失（压强降）标准旋风除尘器CD=8.0③分离效率ⅰ.总效率η0进口气体含尘量kg/m3出口气体含尘量kg/m3ⅱ.分效率；粒级效率ηid50——粒级效率恰为50%的颗粒直径。过滤过滤速率过滤基本方程或滤饼体积m3滤液体积m3s=0~1过滤过程计算过滤常数K和介质常数qe吸收吸收的基本概念吸收的影响因素①吸收过程进行的方向与极限②主要影响因素，p,T气液平衡和亨利定律亨利定律的不同形式，亨利系数之间的关系吸收过程机理双膜理论“双膜理论”示意图

7、ppicicZGZL气膜液膜传质方向相界面气相主体液相主体1.吸收速率方程式形式①用一相主体与界面处的浓度差表示推动力气膜液膜吸收速率方程式②用两相主体的浓度之差表示推动力气相液相2.吸收系数吸收系数的单位：单位推动力“单位推动力”如，kPa和kmol/m3当推动力以摩尔分率表示时，吸收系数的单位化简为3.吸收阻力吸收阻力是吸收系数的倒数。吸收设备的主要工艺计算全塔物料衡算qnGY1qnGYqnLX1qnLXqnLX2qnGY2mnqnGY1+qnLX2=qnGY2+qnLX1qnG(Y1-Y2)=qnL(X1+X2)Y2=Y1(1-φA)操作线方程