質(zhì)量衡算與能量衡算

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1、環(huán)境工程原理第一篇環(huán)境工程原理基礎(chǔ)第Ⅰ篇環(huán)境工程原理基礎(chǔ)質(zhì)量衡算與能量衡算流體輸送、流體中的過程加熱、冷卻、設(shè)備保溫等熱量傳遞吸收、吸附、萃取、膜分離生物、化學(xué)反應(yīng)質(zhì)量傳遞給水處理、污水處理，廢氣處理，固體廢棄物處理土壤凈化給水排水管道工程流體流動第Ⅰ篇環(huán)境工程原理基礎(chǔ)本篇的要求系統(tǒng)掌握流體流動和熱量、質(zhì)量傳遞過程的基礎(chǔ)理論，對優(yōu)化污染物的分離和轉(zhuǎn)化過程、提高污染控制工程的效率具有重要意義。本篇內(nèi)容概述本篇主要講述質(zhì)量衡算、能量衡算等環(huán)境工程中分析問題的基本方法，以及流體流動和熱量、質(zhì)量傳遞的基礎(chǔ)理論。第Ⅰ篇環(huán)境工程原理基礎(chǔ)本篇包含的主要章節(jié)第二章質(zhì)

2、量衡算與能量衡算第三章流體流動第四章熱量傳遞第五章質(zhì)量傳遞第二章質(zhì)量衡算與能量衡算第二節(jié)質(zhì)量衡算第三節(jié)能量衡算第一節(jié)常用物理量一、計量單位計量單位是度量物理量的標(biāo)準(zhǔn)物理量＝數(shù)值×計量單位國際單位制:1960年10月第十一屆國際計量大會通過了一種新的單位制度，稱為國際單位制度，其代號為SI。它是米-千克-秒(單位制)制的引伸。由于SI制的“統(tǒng)用性”和“一貫性”的優(yōu)點，在國際上迅速得到推廣。其包括7個基本單位、2個輔助單位和導(dǎo)出單位。第一節(jié)常用物理量第一節(jié)常用物理量7個基本單位量的名稱單位名稱單位符號長度米m質(zhì)量千克（公斤）kg時間秒s電流安（培）A熱力

3、學(xué)溫度開（爾文）K物質(zhì)的量摩（爾）mol發(fā)光強度坎（德拉）cd量的名稱單位名稱單位符號平面角弧度rad立體角球面度sr2個輔助單位第一節(jié)常用物理量導(dǎo)出單位按照定義式由基本單位相乘或相除求得，并且其導(dǎo)出單位的定義式中的比例系數(shù)永遠(yuǎn)取1。力的導(dǎo)出單位，按牛頓運動定律寫出力的定義式，即按照國際單位制規(guī)定，取k=1，則力的導(dǎo)出單位為當(dāng)采用其它單位制時，將各物理量的單位代入定義式中，得到的k不等于1。例如，上例中，若距離的單位為cm，則k=0.01。國際單位制中規(guī)定了若干具有專門名稱的導(dǎo)出單位第一節(jié)常用物理量二、物理量的單位換算同一物理量用不同單位制的單位度量

4、時，其數(shù)值比稱為換算因數(shù)解：按照題意，將kgf/cm2中力的單位kgf換算為N，cm2換算為m2。查表，N與kgf的換算因數(shù)為9.80665，因此1kgf＝9.80665N1cm＝0.01m所以1.033kgf/cm2＝1.033×9.80665N/(0.01m)2=1.013×105N/m2例如1m長的管用英尺度量時為3.2808ft，則英尺與米的換算因數(shù)為3.2808。例2.1.1已知1atm＝1.033kgf/cm2，將其換算為N/m2?！O(shè)備周圍空氣流動速度，cm/s例2.1.2設(shè)備壁面因強制對流和輻射作用向周圍環(huán)境中散失的熱量可用下式表示

5、，即式中——對流-輻射聯(lián)合傳熱系數(shù)，kcal/（m2·h·℃）若將a的單位改為W/(m2·K),u的單位改為m/s，試將上式加以變換。第一節(jié)常用物理量解：根據(jù)附錄，1kcal＝4186.8W·s，1h=3600s；1℃表示溫差為1℃，用K表示溫度時，溫差為1K。因此1kcal/（m2·h·℃）＝4186.8/3600W/(m2·K)＝1.163W/(m2·K)1cm/s＝0.01m/s整理上式，并略去上標(biāo)，得將上兩式帶入原式中，得W/(m2·K)令為以W/(m2·K)為單位的傳熱系數(shù)，為以m/s為單位的速度？第一節(jié)常用物理量第一節(jié)常用物理量三、量綱和

6、無量綱準(zhǔn)數(shù)(一)量綱用來描述物體或系統(tǒng)物理狀態(tài)的可測量性質(zhì)稱為它的量綱。量綱與單位的區(qū)別：量綱是可測量的性質(zhì)；單位是測量的標(biāo)準(zhǔn)，用這些標(biāo)準(zhǔn)和確定的數(shù)值可以定量地描述量綱。可測量物理量可以分為兩類：基本量和導(dǎo)出量。第一節(jié)常用物理量基本量綱:質(zhì)量、長度、時間、溫度的量綱，分別以M、L、t和T表示，簡稱MLtT量綱體系?！疚锢砹俊勘硎驹撐锢砹康牧烤V，不指具有確定數(shù)值的某一物理量。利用量綱所建立起來的關(guān)系是定性的而不是定量的。其他物理量均可以以M、L、t和T的組合形式表示其量綱:[速度]=[密度]=[壓強]=[黏度]=Lt－1ML－3ML－1t－2ML－1t

7、－1第一節(jié)常用物理量(二)無量綱準(zhǔn)數(shù)由各種變量和參數(shù)組合而成的沒有單位的群數(shù)，稱為無量綱準(zhǔn)數(shù)。無量綱準(zhǔn)數(shù)既無量綱，又無單位，其數(shù)值大小與所選單位制無關(guān)。只要組合群數(shù)的各個量采用同一單位制，都可得到相同數(shù)值的無量綱準(zhǔn)數(shù)。準(zhǔn)數(shù)符號定義雷諾數(shù)(Reynold)Re標(biāo)準(zhǔn)提法是量綱為1第一節(jié)常用物理量例如：氨的水溶液的濃度1．質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度mg/Lmol/L氨的質(zhì)量或物質(zhì)的量/溶液體積2.質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)%kg/kgkmol/kmol氨的質(zhì)量/溶液的質(zhì)量氨的物質(zhì)的量/溶液的物質(zhì)的量3．質(zhì)量比與摩爾比kmol/kmolkg/kg氨的質(zhì)量/水的質(zhì)量氨的物

8、質(zhì)的量/水的物質(zhì)的量(一)濃度四、常用物理量及其表示方法第一節(jié)常用物理量1．質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度（1）質(zhì)量