環(huán)境工程原理的知識點

流體的密度

m 1單位kg/mv kg/m3。某液體的密度4℃〔277K〕時純水密度

s水流體的密度與溫度和壓力相關(guān)。溫度對液體密度有肯定的影響，溫度上升，其密度下降。流體內(nèi)部任一點處均會受到四周流體對它的作用力，該力的方向總是與界面垂直稱為壓強，pFPa，AA壓力的表示方法一是確定真空；真空度=大氣壓力-確定壓力。另一是大氣壓力；表壓力=確定壓力-大氣壓力。當壓力以表壓火真空度表示時，應(yīng)用括號注明，如未加注明，則視為確定壓力。體體積計量稱為體積流量；qv表示單位m3/s。用流體質(zhì)量計量稱為質(zhì)量流量，qmkg/s。體積流量和質(zhì)量流量的關(guān)系qm=qv。流速單位時間內(nèi)流體在流淌方向上所留過的距離，稱為流體的流速，以u表示單位m/S，4qvuuqv，A流通截面積。 d ，d4qvuA不變，氣體的粘度隨壓力的增加而增加。假設(shè)將液柱的上端面取在容器的液面上，設(shè)液面上方的壓力為p，液柱上下端面距離為h，作0用于下端的壓力為p，則p=pgh0靜力學根本方程式的爭論：1.當溶液面上方的壓力p0

肯定時，精巧液體內(nèi)部任一點壓力p的大小與液體本身的密度和該點距液面的深度h有關(guān)。通常將壓力相等的水平面稱為等壓面2.當液面上方的壓力p變化時，液體內(nèi)部各點的壓力 p也發(fā)生相應(yīng)的變化。0p-p3. 0 hg壓力的測量常見的有U形管壓差計、倒U形管差計、雙液柱微差計和斜管壓差計。時間變化，像這種流淌參數(shù)只與空間位置有關(guān)而與時間無關(guān)的流淌，稱為穩(wěn)定流淌。流體在流淌時任一截面上的壓力像這種流淌參數(shù)既與空間位置有關(guān)又與時間有關(guān)的流淌，稱為不穩(wěn)定流淌。系統(tǒng)任一截面的流體質(zhì)量〔質(zhì)量流量衡算式qm=qm

因qmuA故qmuA

uA A1 2 1 1

2 2

4d2流淌系統(tǒng)的能量：1.流體本身具有的能量〔1〕內(nèi)能呢哦能是貯存于物質(zhì)內(nèi)部的能量，指物〔1kg〕Uj/kg〔2〕位能位能是流體儲于地球重力場中具有的能量m的立體與基準水平的垂直距離為z，則未能等于質(zhì)量為m的淚流體在重力場中自基準水平面升舉刀高度為z時所作的功即位流體的位能則為m熱〔3〕損失流量。p 1 121

1 2 gz 1

W gze 2

2 u h 2 2 f伯努利方程的爭論：1h 0，這種流體稱為抱負流體，這種流體在穩(wěn)定流淌過程中無外功參加〔W=0〕則：f e1p 1 p 11gz 1

gz2

2 u2 2.靜止流體伯努利方程 流體是靜止的，則pp 2 2ppu1=u2=0，hf

0W=0gze 1

gz2

p p2 g〔z1

-zp2 gh 3.可壓縮流體伯努利方程 流體密度應(yīng)以兩截面間流體的平均密度

4.以單位重量流體計算基準的伯努利方程mzp1

u2 ez

p 1 h 2 u2

f 令H

hWe，H f 則W1W1 g 2g 1 g1W

2 g 2g 2 g

e g f gp zp1p

u2H

z 2 u2H

H流體所獲得的外加功H

能量損失11 g 2g 11

e 2 g 2g 2 f e f〔〕作圖與確定衡算范圍2〕截面的選取3〕基準水平面的選取單位必需統(tǒng)一應(yīng)用舉例〔〔確定管路中流體的壓力流體的兩種流淌類型〔〕層流〕湍流du流體流淌形態(tài)的推斷〔〕雷諾數(shù)R e

〔2〕流體形態(tài)的推斷當R<2023時，流體的e流淌形態(tài)在層流；讓R>4000時，流淌為穩(wěn)定的湍流；當R=2023～4000e eR越大，流體湍e流程度越猛烈，流體中的漩渦和流體質(zhì)點的隨機運動就越猛烈。4流通截面積dde

表示，即：d e

潤濕周邊長度離心泵是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力對液體做工的流體運輸機械。吸入管，一個在切向接排出管在吸入管口裝有一個單向底閥，在排出關(guān)口裝有一個調(diào)整閥，用來調(diào)整流量?！灿星吧w，效率最大。依據(jù)葉輪的吸液方式可以將葉輪分為兩種即單吸式葉輪與雙吸式葉輪。葉輪上的葉片有前彎葉片，徑向葉片和后彎葉片三種。泵殼 使葉輪與泵殼之間的流淌通道沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的方向漸漸增大并將液體導向排出管導輪帶有前彎葉片葉片見漸漸擴大的通道使進入泵殼的液體的流淌方向漸漸轉(zhuǎn)變從而削減了能量損失，使動能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更加有效徹底，導輪也是一個轉(zhuǎn)能裝置。軸封裝置為了防止泵內(nèi)液體沿空隙漏出泵外或空氣沿相反方向進入泵內(nèi)兩種即填料函密封和機械密封。到達最大，禹是液體被壓出離心泵，之就是離心泵的排液原理。由于泵體內(nèi)布滿氣體而造成離心泵不能吸液〔空轉(zhuǎn)〕的現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象〔被輸送液體在輸送過程被提升的高度是在最高效率下的軸功率。離心泵銘牌上列出的效率是肯定轉(zhuǎn)速下的最高效率。〔〕揚程—流量曲線揚程隨流量的增加而削減2〕軸功率—流量曲線軸功率隨流量的增加而增加〔3〕效率—流量曲線離心泵在流量為零時，效率為零，隨著流量的增加，效率也增加，當流量增加到某一數(shù)值后，在增加效率會下降。293K98.1kPa被輸送液體在泵體內(nèi)氣化在液化而造成離心泵不能正常工作的現(xiàn)象叫做離心泵的氣蝕現(xiàn)象。不能吸液。避開氣蝕的方法就是研制泵的安裝高度。離心泵的工作點是泵的特性曲線和管路提示曲線的交點M?！惩ㄟ^閥門調(diào)整轉(zhuǎn)變泵出口閥門的開度〕轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)速〕葉輪直徑離心泵的操作要點：123.4.開車開車時，要先關(guān)閉出口閥，在起動電機。留意，關(guān)閉出口閥運轉(zhuǎn)的時間應(yīng)盡可能短，以免泵內(nèi)液體因摩擦而發(fā)熱發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。5.調(diào)整流量緩慢的翻開出口6.7造成葉輪反轉(zhuǎn)。動電機。齒輪泵適應(yīng)輸送高粘度及膏狀液體。沉降與過濾是分別非均相物系常用的兩種操作混合物。過程，在重力的作用下，發(fā)生的沉降過程成為重力沉降。u

-〕gst 18發(fā)生布朗運動。3-g K3沉降速度的計算：1.試差法2.用無量綱數(shù)群K值推斷流型Ret-〕g1/3

s 182 18則：Kd

2 K2.6269.1Re<1 顆粒沉降而分別出的條件是l

H整理得qvblut u u tt降塵室特點構(gòu)造簡潔流淌阻力小但體積浩大屬于低效率設(shè)備。在滯留沉降區(qū)，同一顆粒在同介質(zhì)中的離心沉降速度與重力沉降速度的比值為K就是粒子c所在位置的慣性離心力場強度與重力場強度之比稱為離心分別因數(shù)。最終由頂部排氣管排出。臨界粒徑 所謂臨界粒徑是指理論上的旋風分別器中能完全分別遲來的最小顆粒直徑用dc率愈高。分別效率隨旋風分別器尺寸加大而減小。分別效率有兩種表示方法一是總效率0

是指進入旋風分別器的全部顆粒中被分別力下來的顆粒的質(zhì)量分數(shù)即0

c入c

-c出 100%二是粒子效率入

是指定徑粒d的顆粒被分別下來p的質(zhì)量分數(shù)則：pi

c -c 1i 2i 100%i指在第i c1id5050%的顆粒直徑稱為分割直徑。〔生產(chǎn)力量；二是允許的壓強降；三是要求到達分別效率。從而實現(xiàn)固、液分別操作。依據(jù)濾餅的顆粒特性將濾餅分為不行壓縮和可壓縮兩類。過濾通過餅層的流淌特性的特點：123.細小而密集的顆粒層供給了很留流淌的范圍。利用氣體混合物中各組分在同一液〔溶劑中溶解度差異分別混合物的操作稱為氣體吸取。承受吸取操作實現(xiàn)氣體混合物的分別必需解決以下問題：1地溶解某個〔或某些〕被分別組分；2.供給適當?shù)膫髻|(zhì)設(shè)備以實現(xiàn)氣液兩相的接觸，使被分別組分得以自氣相轉(zhuǎn)移至液相〔吸取〕或相反〔解吸；3被分別組分以便循環(huán)使用。吸取操作通常有以下幾種分類方法：1.物理吸取與化學吸取2.單組分吸取與多組分吸取3.4.地組成吸取與高組成吸取。1.不同性質(zhì)的氣體在同一溫度和分2降；3.溫度肯定時，溶解度隨溶質(zhì)分壓上升而增大，在吸取系統(tǒng)中，增大氣相總壓，組分的分呀會上升，溶解度也會隨之加大。亨利定律1當液相組成用摩爾分數(shù)表示則液相上方氣體中溶質(zhì)的分壓與其在液相中的摩爾分數(shù)之間關(guān)系是p Ee x

EEE值很小〔2〕假設(shè)溶質(zhì)在氣相與液相的組成分別用摩爾分數(shù)yxye=mx，m小難容溫度上升m上升壓強上升m〔3〕假設(shè)用體積摩爾濃度c即p e爾比

c，HH〔4〕在吸取計算中，為了便利起見常承受摩HY及X分別表示氣、液兩相的組成，摩爾比的定義是液相中溶質(zhì)的物質(zhì)的量X

x ，Y

氣相中溶質(zhì)的物質(zhì)的量

y 當溶液相中溶劑的物質(zhì)的量1-x 氣相中惰性組成的物質(zhì)的量1-y液很稀時，平衡關(guān)系可準時表示為Ye

mX。相平衡與吸取過程的關(guān)系：1.判別過程的方向2.指明過程的極限3.計算過程的推動力。氣1.溶質(zhì)由氣相主體傳遞到相界面，即氣相內(nèi)物質(zhì)傳遞；2.溶質(zhì)在界面上溶解，由氣相轉(zhuǎn)入液相，即界面上發(fā)生溶解過程；3.溶質(zhì)自界面被傳遞到液相主體，即液相內(nèi)物質(zhì)傳遞。分子集中由分子無規(guī)章熱運動而引起的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象。對流集中指的是湍流主體與相界面的分子集中與渦流集中兩種傳質(zhì)作用的總和多，對流集中速率主要取決于流體的湍流程度。雙膜理論的根本論點：12.在相界面外，氣液兩相到達平衡3.在膜層以外的氣、液兩相中心區(qū)，由于流體充分湍流，吸取質(zhì)濃度是均勻的，即亮相中心區(qū)濃度梯度皆為零，全部濃度變化幾種在兩相有效膜內(nèi)。相反，難溶氣體則可以無視氣膜阻力，而只考慮液膜阻力，吸取過程為液膜掌握與難溶之間的氣體，吸取過程為雙膜掌握。作線必位于平衡線上方。反之，假設(shè)操作線位于平衡線下方，則進展解吸〔脫吸〕過程。操作線的斜率L/V理量的溶劑耗用量大小。在此V值應(yīng)經(jīng)確定，故削減溶劑用量L，操作線的斜率就要變小，點B便沿水平線Y=Y`向右移動，其結(jié)果是使出塔吸取液的濃度加大，而吸取推動力相應(yīng)減B一至Y=Y`與平衡線的檢點B*時，X=X.意即塔底流出的吸取1 e1力已變?yōu)榱?，因而需要無限大的相際傳質(zhì)面積。吸取劑的入口條件包括流量LTX2出口氣體含量下降，平均推動力增大；降低溶劑溫度，氣體溶解度增大，平衡常數(shù)減小，平亦隨之增大。〕氣提解吸〕減壓解吸〕加熱解吸〕是先升溫再就愛你呀至常壓，最終再承受氣提法解吸。A L 稱為吸取因子，它是操作線斜率與平衡線斜率的比值，無量綱。Vm填料吸取塔中德填料可分為兩大類：整砌〔規(guī)章排列〕填料和亂堆〔散裝〕填料。選擇吸取劑考慮以下方面：12.選擇性3和再生過程中吸取劑的揮發(fā)損失4.操作溫度下吸取劑應(yīng)具有較低的粘度以實現(xiàn)吸取塔內(nèi)良好的氣流接觸狀況；56.另外要考慮價廉、易得、化學穩(wěn)定性好，便于再生，不易燃燒等經(jīng)濟和安全因素。吸附是利用某些多孔性固體具有能夠從流體混合物中選擇性地在其外表上分散肯定的力量，使混合物中各組分分別的過程。吸附可分為物理吸附與化學吸附。物理吸附特征為：1.吸附質(zhì)和吸附劑間不發(fā)生化學反響，低溫就能進展；2附劑分子間力大的物質(zhì)首先被吸附；3放出的熱量稱為該物質(zhì)在此吸附外表上的吸附熱；4〔或分壓〕不轉(zhuǎn)變吸附質(zhì)原來性狀；51.吸附有很強的選擇性，僅能吸附參與化學反響的某些物質(zhì)；2吸附平衡需要的時間長；3.上升溫度可以提高吸附效率，宜在較高溫度下進展。再生方法有加熱解吸再生、降壓或真空解吸再生、置換再生、溶劑萃取再生、化學氧化〔生物〕再生。吸附劑的根本特征:1.大得比外表積；2.具有良好的選擇性；3.吸附容量大；4.具有良好的機械強度和均勻的顆粒尺寸；5.有良好的熱穩(wěn)定性及活血穩(wěn)定性；6.有良好的再生性能。影響吸附的因素：1.操作條件〔低溫有利于物理吸附，升溫有利于化學吸附。溫度對氣相吸2.3〔相對分子質(zhì)量越大、分支極性越強、溶解度越小，越易被吸附。吸附質(zhì)濃度越高，吸附量越少456.吸附劑的性能。溶質(zhì)的溶解度越小，吸附量越大；溫度越高，吸附量越低。通常吸附質(zhì)被吸附劑吸附的過程分三步12.吸附質(zhì)從過程；3.在吸附劑的內(nèi)外表上吸附質(zhì)被吸附劑吸附，稱為外表吸附過程。液-液萃取是分別均相液體混合物的一種單元操作，又稱溶劑萃取，簡稱萃取或抽提，它是利用液體混合物中各組分在所選定的溶劑中溶解度的差異而使各族組分分別的操作。完整的液-液萃取過程可分為：1.原料液與萃取劑充分混合，使溶質(zhì)由原溶劑中轉(zhuǎn)溶到萃取劑中；2.萃取相和萃余相的分別；3到的產(chǎn)品。1度的差異；23.萃取過程是溶質(zhì)從一個液相轉(zhuǎn)移到另一個液相的相際傳質(zhì)的過程，所以要求兩相必需具有肯定的密度差，以利于相對流淌與分層。按原料液和萃取劑的接觸方式分兩類：單級式接觸萃取和連續(xù)性接觸萃取。三角形相圖：xA、xB、xS表示溶質(zhì)A、原溶劑B和萃取劑S分別表示三個純組分習慣上以三角形上方頂點AB溶劑，右下方頂點表示純萃取劑S。三角形中任一條邊上的任一點，表示該邊兩端點所代表的組分所組成的二元混合液，不含第三組分。三角形內(nèi)任意點代表一個三元混合液。萃取操作中各組分的互溶性1A可完全溶于B及S，BS2A可完全溶于BS，但BS3AB，但AS、BS此區(qū)域內(nèi)，混合液分成兩個液相；曲線以外的區(qū)域為均相區(qū)〔或單相區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)的混合液為一均勻的液相。安排系數(shù)kA表示了溶質(zhì)在兩個平衡液相中的安排關(guān)系。kA值越大，萃取分別的效果越好。互溶度對萃取操作的影響：通常物系的溫度上升，BS理