環(huán)保設(shè)備及應(yīng)用-緒論

人口的急劇增加是當(dāng)今環(huán)境的首要問(wèn)題。1999年世界人口突破了60億，人口比世紀(jì)初增長(zhǎng)了4倍，隨著生活水平的提高，資源消耗并未等比例的增加，而是加速增長(zhǎng)資源消耗。1999年比世紀(jì)初增長(zhǎng)了10倍。1資源問(wèn)題土地資源在不斷減少和惡化，森林資源不斷縮小，生物物種在減少，某些礦產(chǎn)資源瀕臨枯竭等。1我國(guó)約有59%的耕地缺磷，23%的耕地缺鉀，14%的耕地磷、鉀俱缺。2由于森林的過(guò)度采伐，嚴(yán)重影響到生態(tài)環(huán)境，部分林場(chǎng)的恢復(fù)至少需幾十年。3水資源的短缺，使其將成為繼石油之后又一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)2生態(tài)破壞3工業(yè)發(fā)展帶來(lái)環(huán)境污染4火力發(fā)電廠排放出的濃煙5鋼鐵廠排放出的濃煙6排入大氣中的煙塵隨風(fēng)擴(kuò)散7工廠的廢氣排放是巨大的污染源8這幅由美國(guó)航空航天局提供的影像中，南極上空的臭氧層空洞就像一個(gè)巨大的藍(lán)色水滴。美國(guó)航空航天局的科學(xué)家2000年9月8日宣布，南極上空2000年9月3日的臭氧層空洞面積達(dá)到2830萬(wàn)平方公里。這個(gè)迄今為止觀測(cè)到的最大的臭氧層空洞，加重了人們對(duì)臭氧層的擔(dān)憂。9倫敦?zé)熿F事件10美國(guó)紐約曼哈頓區(qū)的光化學(xué)煙霧11受酸雨污染的水稻12風(fēng)沙襲擊北京城－白晝?nèi)缫?3因大氣污染而致死的樹14淡水資源缺乏與水污染淡水資源在地球上分布的不均勻，導(dǎo)致許多地區(qū)缺水，又由于城市化和工業(yè)發(fā)展，需消耗大量的水，同時(shí)大量污染物的排放破壞了水體，更加加劇了水的供求矛盾。生活垃圾污染造紙廠污染的河流15海洋污染海底石油的開采和運(yùn)輸過(guò)程中原油的泄漏以及地表徑流進(jìn)入海洋的大量有機(jī)物造成海洋污染，近年來(lái)頻繁的赤潮是海洋污染的突出表現(xiàn)。1617受污染的黃河18黃河現(xiàn)狀19環(huán)境污染影響人類的健康20黃曲霉素污染的毒大米21水中溶解元素在頭部可能的積累部位22黃曲霉素誘發(fā)大鼠肝癌和前胃乳頭狀瘤23胎兒性水俁病發(fā)笑癥（3歲開始）汞污染引起的胎兒性水俁病患者2425環(huán)境荷爾蒙環(huán)境中存在一些能像激素一樣影響人體和動(dòng)物體內(nèi)分泌功能的物質(zhì)，叫“環(huán)境激素”，又譯為“環(huán)境荷爾蒙”，學(xué)名“內(nèi)分泌干擾物”?？梢允翘烊坏?，也可以是人工的。二噁口英污染26地方性甲狀腺腫患者27氟斑牙28環(huán)保設(shè)備及應(yīng)用主講:馬華菊29緒論一、環(huán)保設(shè)備的概念二、環(huán)保設(shè)備的分類三、本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容30一、環(huán)保設(shè)備的概念

環(huán)保設(shè)備——指用于控制環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量而由工業(yè)生產(chǎn)部門或建筑安裝部門制造和建造出來(lái)的機(jī)械產(chǎn)品、構(gòu)筑物及其系統(tǒng)（各種線路、管道等）。31機(jī)械產(chǎn)品格柵電除塵器32構(gòu)筑物氣浮池氧化溝33線路、管道34環(huán)保局計(jì)算機(jī)企業(yè)計(jì)算機(jī)TR中心分析單元信號(hào)線電話線信號(hào)線伴熱抽取管線激光探頭單元綜合信號(hào)單元煙氣抽取單元煙道3536按所控制的污染對(duì)象分二、環(huán)保設(shè)備的分類類別：亞類別組別型別按環(huán)保設(shè)備的原理和用途劃分。按環(huán)保設(shè)備的功能原理分按環(huán)保設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征和工作方式劃分。37類別大氣污染控制及除塵設(shè)備水污染治理設(shè)備噪聲與振動(dòng)控制設(shè)備固體廢棄物處理處置設(shè)備放射性與電磁波污染防護(hù)設(shè)備38例：水污染治理設(shè)備亞類別亞類別物理法處理設(shè)備化學(xué)法處理設(shè)備物理化學(xué)法處理設(shè)備生物法處理設(shè)備組合式處理設(shè)備39例：水污染治理設(shè)備生物法處理設(shè)備組別組別好氧生物處理裝置供氧曝氣裝置厭氧處理裝置厭氧好氧處理裝置40例：水污染治理設(shè)備生物法處理設(shè)備供氧曝氣裝置型別型別機(jī)械表面曝氣裝置鼓風(fēng)曝氣裝置射流曝氣器曝氣轉(zhuǎn)刷41課堂練習(xí)：斜管沉淀裝置類別：水污染治理設(shè)備亞類別：物理法處理設(shè)備組別：沉淀裝置（表明產(chǎn)品的功能）型別：斜管沉淀裝置（斜管表明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）42三、本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容1、常用環(huán)保設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理2、常用環(huán)保設(shè)備的基本設(shè)計(jì)方法3、常用環(huán)保設(shè)備的應(yīng)用43第二章常用工程材料第一節(jié)力學(xué)性能一、力學(xué)性能：是指材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性。力學(xué)性能是針對(duì)失效而言。失效三種形式：變形、磨損和斷裂。（采用一些指標(biāo)來(lái)表達(dá)）44二、拉伸實(shí)驗(yàn)拉伸是材料力學(xué)最基本的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)拉伸可以測(cè)定出材料一些基本的力學(xué)性能參數(shù)，如彈性模量、強(qiáng)度、塑性等。實(shí)驗(yàn)原理：（1）材料：低碳鋼（典型的塑性材料）（2）試件：最常見的拉伸試件的截面是圓形和矩形，如下圖a、b所示。(a)

(b)

45（3）拉伸實(shí)驗(yàn)曲線：OEOESBK

46拉伸實(shí)驗(yàn)曲線分為彈性變形階段：OE段（可完全恢復(fù)）彈性—塑性變形階段：ES段（不可完全恢復(fù)，是一個(gè)由可完全恢復(fù)向不可恢復(fù)的永久性變形的過(guò)渡階段）均勻塑性形變階段：SB段（不可恢復(fù)的永久性變形）集中塑性變形階段：BK段（截面積明顯變?。┘丛嚇赢a(chǎn)生彈性、屈服現(xiàn)象（外力不增加而變形明顯繼續(xù)進(jìn)行）、頸縮和斷裂四個(gè)階段。47塑性材料：延伸率是衡量材料塑性性能的指標(biāo)。工程上通常把延伸率＞5％的材料稱為塑性材料，如鋼、銅、鋁合金等；把延伸率＜5％的材料稱為脆性材料，如鑄鐵、陶瓷、石材等。低碳鋼是典型的塑性材料，其延伸率為20～30％。鑄鐵是典型的脆性材料，其延伸率＜1％。48術(shù)語(yǔ)：應(yīng)力：試樣原有橫截面單位面積上所受的外力.σ=F/m2應(yīng)變：在一定外力作用下伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與試樣原長(zhǎng)之比。ε=△L/L極限應(yīng)力：使材料失去某種狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力。延伸率：試樣拉斷后總伸長(zhǎng)量與原有長(zhǎng)度比值的百分比。δ=（L1－L）/L%截面收縮率：試樣拉斷后，截面面積縮減量與原截面面積比值的百分比。Ψ=（A-A1）/A%49三、常用力學(xué)性能指標(biāo)1、強(qiáng)度（變形的抵抗能力）：是指材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。使用應(yīng)力來(lái)表示其大小。比例強(qiáng)度σp：應(yīng)力和應(yīng)變完全符合胡克定律的極限應(yīng)力值。彈性強(qiáng)度σe：不出現(xiàn)任何的微量塑性變形的極限應(yīng)力值。屈服強(qiáng)度σs：塑性材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的極限應(yīng)力。（塑性材料的極限應(yīng)力）

抗拉強(qiáng)度（斷裂強(qiáng)度)σb：發(fā)生斷裂時(shí)的極限應(yīng)力。（脆性材料的極限應(yīng)力）是強(qiáng)度的極限。分為

502、剛度：剛度是材料對(duì)彈性變形（構(gòu)件抗彎曲和翹曲的能力）的抵抗能力，是度量構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)受力時(shí)變形大小的因素之一。（保證材料不發(fā)生過(guò)量彈性變形）其大小使用彈性模量（彈性模量是材料在彈性極限內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值）來(lái)表示。513、塑性：所謂塑性，是指材料在外力作用下能穩(wěn)定地產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力。因此，塑性反映了材料產(chǎn)生塑性變形的能力。表示方式：

延伸率采用試樣拉斷后的

截面收縮率52如果容器是用于處理有摩擦性的固體或含有可能引起磨蝕的懸浮固體的流體物料時(shí)，則應(yīng)考慮材料的表面硬度．根據(jù)試驗(yàn)方法的不同，有不同的量值表示硬度．在壓力容器行業(yè)中，多采用布氏硬度，其標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是GB231“金屬布氏硬度試驗(yàn)方法”。其它硬度表示方法及試驗(yàn)方法有：GB230“金屬洛氏硬度試驗(yàn)方法”洛氏硬度GB4340“金屬維氏硬度試驗(yàn)方法”維氏硬度4、硬度（耐磨性）硬度是抵抗其它物體刻劃或壓入其表面的能力．用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的表面硬度是材料耐磨能力的重要指標(biāo)．535、韌性：抗斷裂性能；一般使用沖擊韌性Ak表示其大小，單位：J/cm2。韌性用來(lái)衡量材料的抗裂紋擴(kuò)展能力．對(duì)低碳鋼、鋁、銅一類塑性材料，其晶格結(jié)構(gòu)能夠由于裂紋尖端的局部屈服而終止裂紋的擴(kuò)展；對(duì)于類似鑄鐵等脆性材料，其晶格結(jié)構(gòu)不會(huì)使裂紋尖端產(chǎn)生局部屈服現(xiàn)象，不能終止裂紋擴(kuò)展，因此脆性材料不耐拉伸。

546、抗疲勞性能（疲勞極限）材料或元件在交變應(yīng)力（隨時(shí)間作周期性改變的應(yīng)力）作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后，在內(nèi)部缺陷或應(yīng)力集中的部位，局部產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)展以致在應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)或強(qiáng)度極限的情況下，突然發(fā)生脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞極限。在頻繁進(jìn)料、出料的周期性間歇操作的設(shè)備，應(yīng)考慮其疲勞失效的可能性．55指

標(biāo)涵

義

說(shuō)

明名

稱符號(hào)單位彈性指標(biāo)彈性模量EN/mm2金屬在彈性范圍內(nèi)，外力和變形成比例地增長(zhǎng)，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系時(shí)（符合虎克定理），這個(gè)比例系數(shù)就稱為彈性模量，根據(jù)應(yīng)力，應(yīng)變的性質(zhì)通常又分為：彈性模量和切變模量，彈性模量的大小，相當(dāng)于引起物體單位變形時(shí)所需應(yīng)力之大小，是衡量材料剛度的指標(biāo)，彈性模量愈大，剛度也愈大。彈性極限σeN/mm2這是表示金屬最大彈性的指標(biāo)，即在彈性變形階段，試樣不產(chǎn)生塑性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力強(qiáng)度性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度σbN/mm2指外力是拉力時(shí)的強(qiáng)度極限，它是衡量金屬材料強(qiáng)度的主要性能指標(biāo)屈服點(diǎn)σsN/mm2金屬承受載荷時(shí)，當(dāng)載荷不再增加，但金屬本身的變形卻繼續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服，產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力叫屈服點(diǎn)屈服強(qiáng)度σ0.2N/mm2金屬發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)，為便于測(cè)量，通常按其產(chǎn)生永久殘余變形量等于試樣原長(zhǎng)0.2%時(shí)的應(yīng)力，作為屈服強(qiáng)度硬度性能指標(biāo)布氏硬度HBSHBWN/mm2

用淬硬小鋼球或硬質(zhì)合金球壓入金屬表面，以其壓痕面積除加壓在鋼球上的載荷，所得之商，即為金屬的布氏硬度數(shù)值。使用鋼球測(cè)定硬度≤450HBS；使用硬質(zhì)合金球測(cè)定硬度＞450HBW洛氏硬度C級(jí)HRC無(wú)量鋼用1471N載荷，將頂角為120°的圓錐形金剛石的壓頭，壓入金屬表面，取其壓痕的深度來(lái)計(jì)算硬度的大小，即為金屬的HRC硬度，HRC用來(lái)測(cè)量HB=230~700的金屬材料，主要用于測(cè)定淬火鋼及較硬的金屬材料A級(jí)HRA指用588.4N載荷和頂角為120°的圓錐形金剛石的壓頭所測(cè)定出來(lái)的硬度，一般用來(lái)測(cè)定硬度很高或硬而薄的金屬材料，如碳化物、硬質(zhì)合金或表面處理過(guò)的零件B級(jí)HRB指用980.7N載荷和直徑為1.59mm（即1/16in）的淬硬鋼球所測(cè)得的硬度。主要用于測(cè)定HB=60~230這一類較軟的金屬材料，如退火鋼、銅、鋁等維氏硬度HVN/mm2

用49.03~980.7N以內(nèi)的載荷，將頂角為136°的金剛石四方角錐體壓頭壓入金屬的表面，以其壓痕面積除載荷所得之商，即為維氏硬度值，HV只適用于測(cè)定很?。?.3~0.5mm）的金屬材料，或厚度為0.03~0.05mm的零件表面硬化層的硬度，測(cè)定的數(shù)值比較準(zhǔn)確肖氏硬度HSCHSDH（回跳高度）利用一定重量（2.5g）的鋼球或金剛石球，自一定的高度（一般為254mm）落下撞擊金屬后，球又回跳到某一高度h，此高度為肖氏硬度值，其優(yōu)點(diǎn)是在金屬表面上不留下傷痕，缺點(diǎn)是測(cè)定值不夠準(zhǔn)確塑性指標(biāo)伸長(zhǎng)率L0=5dL0=10dδδ5δ10%金屬受外力作用被拉斷以后，在標(biāo)距內(nèi)總伸長(zhǎng)長(zhǎng)度同原來(lái)標(biāo)距長(zhǎng)度相比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長(zhǎng)率。根據(jù)試樣長(zhǎng)度的不同，通常用符號(hào)δ5或δ10來(lái)表示；δ5是試樣標(biāo)距長(zhǎng)度為其直徑5倍時(shí)的伸長(zhǎng)率，δ10是試樣標(biāo)距長(zhǎng)度為其直徑10倍時(shí)的伸長(zhǎng)率斷面收縮率ψ%金屬受外力作用被拉斷以后，其橫截面的縮小量與原來(lái)橫截面積相比的百分?jǐn)?shù)，稱為斷面收縮率。δ、ψ的數(shù)值愈高，表明這種材料的塑性愈好，易于進(jìn)行壓力加工韌性指標(biāo)沖擊韌度aKU

aKV

J/m2kJ/m2沖擊韌度是評(píng)定金屬材料于動(dòng)載荷下承受沖擊抗力的力學(xué)性能指標(biāo)，通常都是以大能量的一次沖擊值作為標(biāo)準(zhǔn)的。試驗(yàn)結(jié)果，以沖斷試樣上所消耗的功與斷口處橫截面積之比值大小來(lái)衡量。由于aK值的大小不僅取決于材料本身，還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗(yàn)溫度的不同而變化，因而aK值只是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)沖擊吸收功AKUAKV