环境工程原理 胡洪营 教学大纲

环境工程专业核心课程教学基本内容之三

环境工程原理教学基本内容

一、 绪论

1.污染控制技术体系

水污染控制技术体系大气污染控制技术体系固体废物处理处置技术体系

2.污染控制技术原理的基本类型

二、 质量衡算与能量衡算

1.常用物理量

(1)常用物理量及单位换算

计量单位（国际单位制）常用物理量的单位换算因次和无因次准数

(2)常用物理量及其表示方法

浓度流量流速通量的表示方法

2.质量衡算

(1)衡算系统的概念

衡算系统衡算对象衡算基准

(2)总质量衡算方程

3.能量衡算

(1)总能量衡算方程

(2)热量衡算方程

封闭系统的热量衡算开放系统的热量衡算

三、 *流体流动

1.管流系统的衡算方程

(1)质量衡算方程

管流系统的总衡算方程不可压缩流体管内流动的连续性方程

(2)能量衡算方程

总能量衡算方程机械能衡算方程不同基准的机械能衡算方程形式

(3)机械能衡算方程的应用

2.流体流动的内摩擦力

牛顿粘性定律动力粘性系数牛顿流体流动状态对剪切应力的影响

3.边界层理论

(1)边界层理论

边界层理论要点平板上和圆直管内边界层的形成过程边界层的厚度进口段长度

(2)边界层分离

边界层分离的概念分离的条件及影响分离点的影响因素

4.流体流动的阻力损失

(1)阻力损失的种类

摩擦阻力形体阻力产生的原因和影响因素

(2)圆直管内流动的沿程阻力损失

范宁公式摩擦系数/范宁摩擦因子层流流动的速度分布和阻力损失湍流流动的速度分布和阻力损失

(3)管道内的局部阻力损失

局部阻力系数当量长度

5.管路计算

简单管路分支管路并联管路的特点和计算

6.流体测量

测速管孔板流量计文丘里流量计和转子流量计的原理及计算

四、 热量传递

1.热量传递的方式

热传导对流传热辐射传热

(1)傅立叶定律

傅立叶定律导热系数导温系数

(2)通过壁面的稳定热传导

通过平壁和圆管壁的热传导速率方程串联热阻叠加原则接触热阻

3.对流传热

(1)对流传热机理

传热边界层边界层厚度影响对流传热的因素

(2)对流传热速率

牛顿冷却定律

*对流传热系数（管内强制对流大空间自然对流蒸气冷凝）

(3)保温层的临界直径

(4)间壁传热过程

总传热速率方程总传热系数对流传热控制平均温差计算

*传热单元数法

4.辐射传热

(1)辐射传热的基本概念

热辐射辐射传热物体的辐射能力单色辐射能力最大单色辐射能力的波长与温度的关系

(2)黑体和灰体的辐射能力

斯蒂芬－波尔茨曼定律黑度克希霍夫定律物体间的辐射传热速率

(3)气体热辐射的特点

5.换热器

(1)换热器的分类与结构形式

(2)间壁式换热器的类型与结构

(3)强化传热的途径

五、 质量传递

(1)传质机理分子扩散涡流扩散

(2)分子扩散

费克定律分子扩散系数及其影响因素

2.分子传质

(1)单向扩散

费克定律的普通形式扩散通量浓度分布

(2)等摩尔反向扩散

扩散通量浓度分布

(3)*界面上有化学反应的稳态传质

3.对流传质

(1)传质机理

传质边界层边界层厚度流态对传质的影响

(2)单相中对流传质

对流传质速率方程等摩尔反向扩散时的传质系数单向扩散时的传质系数

(3)*典型情况对流传质系数

平板上的湍流传质平板上的层流传质圆管内的层流传质

六、 沉降

1.沉降分离的基本概念

(1)沉降分离的一般原理与类型

(2)流体阻力与阻力系数

单颗粒的几何特性参数流体阻力阻力系数

2.重力沉降

(1)重力场中颗粒的沉降过程

(2)沉降速度的计算

试差法摩擦数群法无因次判据

(3)沉降分离设备的基本工作原理

3.离心沉降

(1)离心力场中颗粒的沉降分析

(2)旋流器工作原理

旋风分离器旋流分流器

(3)离心沉降机工作原理

4.*其他沉降

电沉降惯性沉降

七、 过滤

1.过滤操作的基本概念

过滤过程过滤介质过滤分类

2.表面过滤的基本理论

(1)表面过滤的基本方程

表面过滤的基本方程恒压过滤和恒速过滤计算过滤常数的测定

(2)*滤饼洗涤

洗涤速度洗涤时间

(3)*过滤能力计算

间歇式过滤机连续式过滤机

3.深层过滤的基本理论

(1)流体通过颗粒床层的流动

混合颗粒的几何特性颗粒床层的几何特性流体在颗粒床层中的流动

(2)深层过滤过程中颗粒的运动

(3)深层过滤的水力学

清洁滤料床层运行过程中滤料床层

八、 吸收

1.吸收的定义及类型

2.物理吸收

(1)物理吸收的热力学基础

气液平衡和亨利定律相平衡关系在吸收过程中的应用

(2)物理吸收的动力学基础

吸收过程机理双膜理论总传质速率方程传质阻力分析

(3)吹脱和汽提过程

3.化学吸收

(1)化学吸收的特点

(2)化学吸收的平衡关系

(3)化学吸收的传质速率

4.吸收设备的主要工艺计算

(1)吸收设备工艺简述

填料塔吸收过程的全塔物料衡算操作线方程式与操作线

(2)吸收剂用量的计算

填料层高度的计算式传质单元数的计算

(3)吸收过程的计算类型

九、 吸附

1.吸附分离操作的类型及应用

2.吸附剂

常用吸附剂的主要特性几种常用的工业吸附剂吸附剂的选择

3.吸附平衡

(1)吸附平衡与平衡吸附量

(2)吸附等温线

吸附等温线的类型（气相单组分吸附等温线液相单组分吸附等温线）吸附等温式（Freundlich方程Langmuir方程BET方程）

(3)气体混合物吸附平衡

4.吸附动力学

(1)吸附剂颗粒外表面界膜传质速率

(2)吸附剂颗粒内表面扩散速率