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1、学习资料收集于网络，仅供参考学习资料环境工程原理重点第一部分一、 量纲与无量纲1. 量纲：用来描述物体或系统物理状态的可测量性质。量纲与单位不同，其区别在于，量纲是可测量的性质，而单位是测量的标准，用这些标准和确定的数值可以定量的描述量纲。表示：如【长度】或【 L】表示长度的量纲，不是具体确定数值的某一长度。分类：基本量（质量M、长度 L、时间 t、温度 T）和导出量。导出量量纲可用基本量量纲组合形式表示。2. 无量纲准数：由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。无量纲准数实际上量纲为 1，其数值与所选单位制无关，但组合群数单位统一。雷诺数 Re：惯性力与黏性力之比，用于判断流体的流动状态。
2、定义式：Re=u L/ （： 密度， kg/m3； u： 流速， m/s； ： 黏度， kg/(ms)）二、 常用物理量及其表示方法（一） 浓度1.质量浓度： A =mA/V（A：组分 A 的质量浓度， kg/m3；mA：混合物中组分 A 的质量， kg；V：混合物的体积， m3）2.物质的量浓度： cA=nA/V（cA：组分 A 的物质的量浓度， kmol/m 3；nA：混合物中组分 A 的物质的量， kmol）3.两者关系： cA=A/MA（MA：组分 A 的摩尔质量， kg/kmol）4.质量分数： xmA=mA/m(xmA：组分 A 的质量分数； m：混合物的总质量， kg) 5.理想
3、气体状态方程： pVA=nART （p：混合气体的绝对压力，Pa；VA：组分 A的体积，m3；nA：组分 A 的物质的量， mol；R：理想气体常数， 8.314 J/（mol K） ；T：混合气体的绝对温度， K）6.摩尔分数： xA=nA/n（xA：组分 A 的摩尔分数； n：混合物总物质的量， mol）7.质量比：混合物中某组分的质量与惰性组分质量的比值。以XmA表示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学习资
4、料收集于网络，仅供参考学习资料XmA=mA/(m-mA) (XmA：组分 A 的质量比，量纲为 1；m-mA：混合物中惰性物质的质量，kg) 摩尔比：混合物中某组分的物质的量与惰性组分物质的量的比值。以 X表示。XA=nA/（n-nA）(XA：组分 A 的摩尔比，量纲为1；n-nA：混合物中惰性组分的物质的量，mol) （二） 流量： qV=V/t（m3/s）体积流量qm=V/t （kg/s）质量流量qm=qv（三） 流速： um=qv/( d2/4)（m/s） （经常使用圆形管， d 为内径）（四） 通量：单位时间内通过单位面积的物理量。表示传递速率的重要物理量。三、 热量衡算方程：E =H
5、P-HF+Eq （HF ：单位时间输入系统的物料的焓值总和，即物料带入的能量总和，kJ/s；HP：单位时间输出系统的物料的焓值总和，及物料带出的能量总和，kJ/s；Eq：单位时间系统内部物料能量的积累， kJ/s；E ：单位时间系统内部总能量的变化，kJ/s）四、 流体流动（ um2/um1=(d1/d2)2圆形管道）1. 机械能衡算方程设计的能量分为两类：1）机械能：包括动能、位能及静压能。在流体流动过程中可以相互转变，也可转变为热和内能；2）内能和热：不能直接转变为机械能而用于流体的输送。2. 方程： 1/2um2+gz+p/=-We-hf3. 伯努利方程： 1/2um2+gz+p/=0
6、4.雷诺数： Re= u L/（圆管内： Re4000时，一般出现 湍流，称为湍流区）5.牛顿黏性定律： =-dux/dy (：剪切应力， N/m2;：动力黏性系数，简称黏度， Pas；dux/dy：垂直于流动方向的速度梯度，或称剪切变形速率，s-1)该定律指出，相邻流体层之间的剪切应力与该处垂直于流动方向的速度梯度 dux/dy 成正比。适用于层流运动。6.黏度： =/（ ：流体运动黏度，m2/s；：流体密度， kg/m3）温度对黏度的影响较大，由于内聚力是影响黏度的主要因素，因此，对于液体，当温度升高时，分子间距离增大，吸引力减小，因而使速度梯度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
7、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料所产生的剪切应力减小，即黏度减小；对于气体，由于气体分子间距大，内聚力很小，所以黏度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起的，温度升高，分子运动加快，动量交换频繁，所以黏度增加。7. 流动状态对剪切应力的影响：流动的剪切应力除了由分子运动引起外，还由质点脉动引起。由于质点脉动对流体之间的相互影响远大于分子运动，因此剪切应力将大大增加。8. 阻力损失起因：黏性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物
8、体前后压强差引起的形体阻力。损失影响因素： 1）雷诺数大小； 2）物体形状； 3）物体表面粗糙度9.范宁公式： pf=l/dum2/2(摩擦系数 是流体的物性和流动状态的函数，量纲为1)摩擦系数与雷诺数 Re及相对粗糙度 /d 的关系P82（P113,3.5,3.12）10.局部阻力损失： hf=um2/2（：局部阻力系数，无量纲，=l/d）11.流体测量计： 1）测速管； 2）孔板流量计； 3）文丘里流量计； 4）转子流量计五、 热量传递1.热量传递的方式： 1）导热； 2）热对流； 3）热辐射2.傅立叶定律： q=Q/A=-dT/dy (Q：传热速率， W；q：热流密度， W/m2；：导热
9、系数， W/(mK)；dT/dy：热度梯度，K/m；A：垂直于热流方向的面积，m2)3.普兰德数 ：Pr=/a=cp/运动黏度 越大， 表明该物体传递动量的能力越大， 流速受影响的范围越广，即流动边界层增厚；导热系数a 越大，热量传递越迅速，温度变化范围越大，即传热边界层增厚。4.保温层的临界直径： dc=2/ （dc：临界直径； ：导热系数； ：对流传热系数）保温层的临界厚度： 0.5（dc-d1）(d1：保温层内径 ) 5.热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。不需要媒介。6.辐射传热：物质之间相互辐射和吸收辐射能的传热过程。7.黑体：落在物体表面的辐射能全部被物体吸收
10、，这种物体称为绝对黑体。黑体名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料具有最大的吸收能力，也具有最大的辐射能力。mT=常数=2.910-38.灰体：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，这种物体成为灰体。六、 质量传递1. 传递机理： 1）分子扩散； 2）涡流扩散2. 费克定律： NAz=-DABdca/dz （NAz：扩散通量或扩散速率， k
11、mol/（m2s） ；cA：组分 A 的物质的量， kmol/m3；DAB：组分 A 在组分 B中进行扩散的分子扩散系数， m2/s）3. 施密特数： SC=/DAB传递边界层厚度 c与流动边界层厚度 一般并不相等，他们的关系取决于 SC。SC是分子动量传递能力和分子扩散能力的比值，表示物性对传质的影响，代表了壁面附近速率分布与浓度分布的关系。第二部分一、 沉降1. 污染体系分为均相和非均相； 分离技术分为传质分离 （均相）和机械分离（非均相） 。2. 沉降分离主要用于颗粒物从流体中的分离。其原理是将含有颗粒物的流体（水或气体）至于某种力场（重力场、离心力场、电场或惯性场）中，使颗粒物与连续相
12、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。沉降分离包括重力沉降（重力） 、离心沉降（离心力）、电沉降（电场力）、惯性沉降（惯性力）和扩散沉降（热运动） 。3颗粒流体阻力由形状阻力和摩擦阻力组成。4. 重力沉降受重力、浮力和阻力；离心沉降受离心力和周围流体浮力。5. 层流区： Rep2，ut=1/18 （p-）/ gdp2 (斯托克斯（ Stokes ）公式 ) 过渡区： 2Rep103，艾伦（ Allen）公式湍流区： 103Repc2=0 ，则溶液侧的溶剂化学位 1 2。若膜两侧的压力相等， 则溶剂分子自纯溶剂的一方透过膜进入溶液的一方，这就是渗透现
13、象。依靠外界压力使溶剂从高浓度侧向低浓度侧渗透的过程称为反渗透。20. 反渗透和纳滤过程机理的基本理论：1）氢键理论； 2）悠闲吸附毛细孔流机理； 3）溶解扩散机理。21. 微滤或超滤主要机理： 1）在膜表面及微孔内被吸附（一次吸附） ；2）溶质在膜孔中停留而被去除（阻塞） ；3）在膜面被机械截留（筛分） 。一般认为物理筛分起主导作用。22. 当含有不同大小分子的混合液流动通过膜面时，在压力差的作用下，混合液中小于膜孔的组分透过膜，而大于膜孔的组分被截留。这些被截留的组分在紧邻膜表面形成浓度边界层， 使边界层中的浓度大大高于主体溶液中的浓度，形成由膜面到主体溶液之间的浓度差。浓度差的存在导致紧靠膜面的溶质反向扩散到主体溶液中，这就是超滤过程中的浓差极化现象。在超滤过程中，由于被截留的溶质大多为胶体和大分子物质，这些物质在溶液中的扩散系数很小，溶质向主体溶液中的反向扩散通量远比渗透速率低。因此，在超滤过程中，浓差极化比通常会很高。当胶体或大分子溶质在膜表面上的浓度超过其在溶液中的溶解度是，便会在膜表面形成凝胶层。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -