环工原理

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环境它是与某个中心事物与相关的周围事物的总称。环境污染它主要是由于人为因素造成的环境质量恶化,从而扰乱和破坏了生态系统、生物生存和人类生活条件的一种现象。

三传原理传质、传热、动量传递

MLtT量纲在SI中将质量、长度、时间、温度的量纲,分别以M、L、t、T表示。

稳态系统系统中流速,压力,密度等物理量只是位置的函数,而不随时间变化非稳态系统当系统中流速,压力,密度等物理量不仅随位置变化,而且随时间变化。封闭系统只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统开放系统物质和能量都能够穿越系统边界的系统。

流体携带的能量:内能(物质内部所具有能量的总和,来自分子与原子的运动以及彼此的相互作用)、动能(流体以一定速度流动时,便具有一定的动能,其大小等于从静止加速到速率为v时外界对其所做的功)、位能(流体质点受重力的作用)及静压能(流动着的流体内部任何位置上具有静压能)

边界层理论:当实际流体沿固体壁面流动时,紧贴壁面处存在非常薄的一层区域,在此区域内,流体的流速很小,但速度分量沿壁面法向的变化非常迅速,即速度梯度很大,依牛顿粘性定律可知,在Re较大的情况下,即使对于μ很小的流体,其粘性力仍然可以达到很高的数值,因此它所起的作用与惯性力同等重要。这一区域称为边界层或流动边界层,也称为速度边界层。在边界层内不能全部忽略粘性力。边界层外的整个流动区域称为外部流动区域,在该区域内,法向速度梯度很小,因此粘性力很小,在大Re情况下,粘性力比惯性力小得多,因此可将粘性力全部忽略,将流体的流动近似看成是理想流体流动。边界层分离:物体表面曲率较大时,往往会出现边界层与固体壁面相脱离的现象,此时,壁面附近的流体将发生倒流并产生漩涡,导致流体能量大量损失的现象。分离的必要条件:存在黏性作用和逆压梯度。(但不是充分条件,边界层分离与否取决于流动的特征以及物体表面的曲率等)

阻力损失产生原因:摩擦阻力(流体与物体的接触表面上存在剪切应力;影响因素:边界层内的流体状态及边界层的厚度)和形体阻力(流体流过表面是曲面的物体时,物体表面的压强分布沿程发生变化)沿程阻力:流体流经直管时的阻力局部阻力:流体流经管件(如弯头、三通、阀门等)时的阻力

分支管路的特点:1总管的流量等于各支管流量之和2由于存在分流,所以主管内各段的流量不同,阻力损失需分段加以计算3流体在分支点处无论以后向何处分流,其总机械能为一定值并联管路的特点:总流量

等于各支管流量之和2各支管中的阻力损失相等3通过各支管的流量依据阻力损失相同的原则进行分配

热量传递的三种方式:热传导(通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程)对流传热(流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程)辐射传热(通过电磁波传递能量的过程)

黑体:落在物体表面上的辐射能全部被物体吸收的物体;白体:落在物体表面上的辐射能全部以漫反射的形式被反射出去的物体;透热体:落在物体表面的辐射能全部穿透过去的物体;灰体:如果物体能以相同的吸收率吸收所有波长范围的辐射能,则物体对投入辐射的吸收率与外界无关的物体(气体不能看成灰体)。

热传导物体各部分之间无宏观运动影响因素:不同状态物质温度和压力对导热系数影响不同。气体与绝对温度的平方根成正比纯金属导热系数随温度升高而减小合金随温度减小而升高晶体随温度升高而减小

对流传热指流体中质点发生相对位移而发生的热量传递过程影响因素:物性特征:流体的物性将影响传热几何特征:这类因素包括固体壁面的形状、尺寸、方位、粗糙度、是否处于管道进口段,以及是弯管还是直管等流动特征:包括流动起因(自然对流、强制对流),该流动状态(层流、湍流),有无相变(液体沸腾、蒸汽冷凝)等

辐射传热物体在向外发出辐射能同时不断的吸收周围其他物体发出的辐射能,并将吸收的辐射能转化为热能影响因素物体的吸收率、反射率、穿透率的大小取决于物体的性质、表面状况、温度、投射辐射波长

温室效应:大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高

传热边界层理论:将壁面附近因传热而使流体温度发生较大变化的区域称为传热边界层,传热过程的阻力取决于传热边界层的厚度

管式换热器的类型:蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器换热器传热途径:①增加传热面积:减小管径、异性表面、加装翅片;②增大平均温差:改变两侧流体的相互流向、提高蒸汽的压强可提高温度、增加列管式换热器的壳程数。③提高传热系数:提高流体的速度、增强流体的扰动、在流体中加固体颗粒、在气流中喷入液滴、采用短管换热器、防止结垢和及时清除污垢。

吸收:指根据气体混合物中各组分在同一溶剂中的溶解度不同,使气体与溶剂充分接触,其中易溶的组分溶于溶剂进入液相,而与非溶解的气体组分分离。解吸:被吸收的气体组分从吸收剂中脱出的过程吹脱:利用空气作为解析剂汽提:利用蒸汽作为解析剂吸附:当某种固体与气体

或液体混合物接触时,气体或液体中的某个或某些组分能以扩散的方式从气相或液相进入固相离子交换:依靠阴阳离子交换树脂中的可交换离子与水中带同种电荷的阴阳离子进行交换,从而使离子从水中除去膜分离:是以天然或人工合成的高分子薄膜为分解介质,当膜的两侧存在某种推动力时,混合物中的某个组分或某些可透过膜,从而与混合物中的其他组分分离。

传质机理分子扩散(由分子的微观运动引起的物质扩散;静止流体及固体中)和涡流扩散(流体质点强烈掺混所导致的物质扩散称为涡流扩散;远大于分子扩散,随湍动程度的增加而增大)传质边界层理论具有浓度梯度的流体层称为传质边界层;质量传递的全部阻力都集中在边界层内

沉降分离将含有颗粒物的流体至于某种力场中,使颗粒物与连续相的流体之间发生相对运动,沉降到器壁、器底或其他沉积表面,从而实现颗粒物与流体的分离类型:重力沉降,离心沉降,电沉降,惯性沉降和扩散沉降。离心沉降的特征:沉降方向不是向下,而是向外,即背离旋转中心;由于离心力随旋转半径而变化,致使离心沉降速率也随颗粒所处的位置而改变,所以颗粒的离心沉降速率不是恒定的,而重力沉降速率则是不变的;离心沉降速率在数值上远大于重力沉降速率,对于细小颗粒以及密度与流体相近的颗粒的分离,利用离心沉降要比重力沉降有效得多。

旋风分离器的工作原理含有粉尘的气体从侧面的矩形进气筒沿切向进入,在圆筒壁约束下做自上而下的螺旋运动。气体中的粉尘在随气流旋转向下的过程中同时受惯性离心力作用,沿筒壁落下,自锥底排出。气体旋转到达筒底部后沿中心轴旋转上升,最后由顶部排出。

离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值Kc临界直径:临界直径是指在旋风分离器中能够从气体中全部分离出来的最小颗粒的直径分离总效率:总效率是指进入旋风分离器的全部粉尘中被分离下来粉尘的比例;粒级效率:粒级效率表示进入旋风分离器的粒径为被分离下来的比例。分割粒径:级粒效率为50%时的颗粒直径

表面过滤:采用的过滤介质(如织物,多孔固体等)的孔一般要比待过虑流体中的固体颗粒的粒径小,过滤时这些固体颗粒被过滤介质截留,并在其表面逐渐积累成滤饼,此时沉积的滤饼亦起过滤作用。因此又称为滤饼过滤。深层过滤:通常发生在以固体颗粒为过滤介质的过滤操作中,由固体颗粒堆积而成的过滤介质层通常都较厚,过滤通道长而曲折,过虑介质层的空隙大于带过滤流体中的颗粒物的粒径

深层过滤中悬浮颗粒物的运动:迁移行为:流体中的悬浮颗粒运动到

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