《环境工程原理》.doc

环境工程原理复习资料1、土壤污染物：主要有重金属、挥发性有机物、原油等。2、土壤污染物的危害：（1）通过雨水淋溶作用，可能导致地下水和周围地表水的污染；（2）污染通过土壤颗粒物等形式能直接地为人或动物所吸入；（3）通过植物吸收而进入食物链，对食物链上的生物产生毒害作用。3、量纲：用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为量纲。4、流速：一般情况下，液体的流速取0.53.0m/s，气体则为1030m/s。5、流体的流动状态：层流和湍流。（1）层流：当流体流速较小时，处于管内不同径向位置的流体微团各自以确定的流速沿轴向分层运动，层间流体互不掺混，不存在径向流速，这种流动形态称为层流或滞流。（2）湍流：当流体流速增大到某个值之后，各层流体相互掺混，应用激光测速仪可以检测到，此时流体流经空间固定点的速度随时间不规则的变化，流体微团以较高的频率发生各个方向的脉动，这种流动形态称为湍流或紊流。6、剪切力：（内摩擦力）是流体内部相邻两流体层的相互作用力。单位面积上所受到的剪切力称为剪切应力。7、普兰德边界层：即使对于空气、水这样粘性很低的流体，粘性也不能忽略，但其影响仅限于固体壁面附近的薄层，即边界层。理论要点：（1）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，依牛顿黏性定律可知，在Re较大的情况下，即使对于很小的流体，其黏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。在边界层内不能全部忽略黏性力。（2）边界层外的整个流动区域称为外部流动区域。在该区域内，法向梯度速度很小，因此黏性力很小，在大Re数情况下，黏性力比惯性力小得多，因此可将黏性力全部忽略，将流体的流 动近似看成是理想流体的流动。8、热量传递的方式：热传导、对流传热和辐射传热。（1）热传导：指通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。（2）对流传热：指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，通常也指流体与固体壁面之间的热传递过程。这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。（3）辐射传热：是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的原因而放出辐射能的过程，称为辐射。9、导热系数：（1）气体的导热系数随温度升高而升高；（2）除水和甘油外，液体的导热系数随温度升高而减小；（3）非金属中，石墨的导热系数最高，具有耐腐蚀性能，是制作耐腐蚀换热器的理想材料。10、蒸汽冷凝传热：（1）膜状冷凝：若冷凝液能够润湿壁面，则在壁面上形成一层液膜，壁面完全被冷凝液所覆盖，蒸汽只能在液膜表面上冷凝，此种冷凝称为膜状冷凝。（2）珠状冷凝：若冷凝液不能够润湿壁面，则由于表面张力的作用，在壁面上形成液滴，并逐渐长大，最后沿壁面落下，此种冷凝称为珠状冷凝。11、影响冷凝传热的因素：（1）流体的物性；（2）冷凝液膜两侧的温差；（3）蒸汽流速和流向；（4）不凝性气体。12、强化换热器传热过程的途径：（1）增大传热面积；（2）增大平均温差；（3）提高传热系数。13、传质过程：（1）吸收与吹脱：吸收：根据气体混合物中个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。吹脱：化学工程中将被吸收的气体组分从吸收剂中脱出的工程称为解吸，当利用空气作为解吸剂时，称为吹脱。（2）萃取：利用液体混合物中各组分在不同溶剂中溶解度的差异分离液体混合物的方法。（3）吸附：当某种固体与气体或液体混合物接触时，气体或液体中的某一或某些组分能以扩散的方式从气相或液相进入固相，称为吸附。（4）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。（5）膜分离：以天然或人工合成的高分子薄膜为分离介质，当膜的两侧存在某种推动力时，混合物中的某一组分或某些组分可选择性地透过膜，从而与混合物中的其他组分分离。14、粒级效率：有时把旋风分离器的粒径效率绘成dp/d50的函数曲线。d50是粒径效率为50%时的颗粒直径，称为分割粒径。15、电除尘器：（1）组成：由放电电极和集尘电极组成（电晕极、集尘极、粉尘极、荷电尘粒、未荷电尘粒、电晕区）。（2）原理：包括气体电离、粒子荷电、荷电粒子的迁移、颗粒的沉积与清除四个过程。16、惯性沉降：利用由惯性力引起的颗粒与流线的偏离，使颗粒在障碍物上沉降的过程。17、过滤分类：（1）按过滤机理分：表面过滤和深层过滤。表面过滤：采用的过滤介质的孔一般要比待过滤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。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较厚，过滤通道长而曲折，过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物的粒径。（2）按促使流体流动的推动力分：重力过滤、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。18、深层过滤过程中悬浮颗粒的运动：（1）迁徙行为：系流体中的悬浮颗粒运动到滤料层空隙表面的行为。（2）附着行为：当颗粒迁移到滤料表面时，由于颗粒和滤料之间的相互作用力而使颗粒粘附在滤料表面的行为。（3）脱落行为：当颗粒与滤料表面的结合力较弱时，附着在滤料上的颗粒物有可能从滤料表面上脱落下来的行为。19、吸收的定义及应用：（1）定义：依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度（或化学反应活性）的不同，而将气体混合物分离的操作过程。（2）应用：净化原料气、精致气体产品、分离获得混合气体中的有用组分等。20、双膜理论：（1）相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的停滞气膜和停滞液膜。（2）在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。（3）在膜层以外，气、液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力；溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。21、传质单元：指通过一定高度的填料层传质，使一相组分的变化恰好等于该段填料中的平均推动力，这样一段填料层的传质称为一个传质单元。22、吸附分离操作的应用：（1）气体或溶液的脱水及深度干燥，如空气除湿等。（2）气体或溶液的除臭、脱色及溶剂蒸汽的回收，工厂排气中稀薄溶剂蒸汽的回收、去除等。（3）气体预处理及痕量物质的分离，如天然气中水分、酸性气体的分离等。（4）气体的大吸附量分离，如从空气中分离制取氧、氮，沼气中分离提纯甲烷等。（5）石油烃馏分的分离，如对二甲苯与间二甲苯的分离。（6）食品工业的产品精制，如葡萄糖浆的精制。（7）环境保护，如副产品的综合利用回收，废水、废气中有害物质的去除。（8）其他应用，如海水中钾、铀等金属离子的分离富集，稀土金属的吸附回收，储能材料等。23、常用吸附剂的主要特性：（1）吸附容量大；（2）选择性强；（3）稳定性好；（4）适当的物理特性；（5）价廉易得。24、交换容量：离子交换树脂的交换容量是树脂最重要的性能，它定量地表示树脂交换容量的大小。又可区分为全交换容量和工作交换容量。25、影响离子交换树脂选择性的因素：离子的水化半径、离子的化合价等。（1）离子的水化半径：离子大小影响其与离子交换树脂交换的容易程度。（2）离子的化合价：离子的化合价越高，其与树脂的亲和力越强，越容易被树脂交换。26、离子交换速度的影响因素：（1）离子性质：化合价和离子大小；（2）树脂的交联度；（3）树脂的粒径；（4）水中离子浓度；（5）溶液温度；（6）流速或搅拌速度。27、膜分离的特点：（1）膜分离过程不发生相变，与其他方法相比能耗较低，能量的转化效率高；（2）膜分离过程可在常温下进行，特别适用于对热敏感物质的分离；（3）通常不需要投加其他物质，可节省化学药剂，并有利于不改变分离物质原有的属性；（4）在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，有利于回收有价值的物质；（5）膜分离装置简单，可实现连续分离，适应性强，操作容易且易于实现自动控制。28、反渗透：依靠外界压力使溶剂从高浓度侧向低浓度侧渗透的过程。29、大分子物质或颗粒物被微滤或超滤所分离的主要机理：（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