環(huán)境工程原理.doc

1、環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生:產(chǎn)業(yè)革命以后，人類的生產(chǎn)力獲得了飛速發(fā)展、技術(shù)水平迅速提高、人口迅速增長(zhǎng)，人類活動(dòng)的強(qiáng)度和范圍逐漸增強(qiáng)和擴(kuò)展，人類與環(huán)境的矛盾以及由此帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也日趨突出。2、人類面臨的環(huán)境問(wèn)題:生態(tài)破壞和環(huán)境污染是目前人類面臨的兩大類環(huán)境問(wèn)題，它們已經(jīng)成為影響社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、人類可持續(xù)生存的重大問(wèn)題3、土壤中的污染物：重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物、原油等。土壤污染的危害：(1)通過(guò)雨水淋溶作用,可能導(dǎo)致地下水和周圍地表水體的污染;(2)污染土壤通過(guò)土壤顆粒物等形式能直接或間接地為人或動(dòng)物所吸入;(3) 通過(guò)植物吸收而進(jìn)入食物鏈,對(duì)食物鏈上的生物產(chǎn)生毒害作用等。4、固體廢物的定義：固體廢物(solid waste)指人類在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失使用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì).固體廢棄物對(duì)環(huán)境的危害：(1)通過(guò)雨水的淋溶和地表徑流的滲濾，污染土壤、地下水和地表水，從而危害人體健康；(2)通過(guò)飛塵、微生物作用產(chǎn)生的惡臭以及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有害氣體等污染空氣；(3) 固體廢棄物的存放和最終填埋處理占據(jù)大面積的土地等。5、物理性污染的種類：噪聲、電磁輻射、振動(dòng)、熱污染等。物理性污染控制技術(shù)：隔離、屏蔽、吸收、消減技術(shù)等。6、流體攜帶能量進(jìn)出系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)系統(tǒng)與外界交換能量（熱，功）封閉系統(tǒng)7、焓值是溫度與物態(tài)的函數(shù)，因此進(jìn)行衡算時(shí)除選取時(shí)間基準(zhǔn)外，還需要選取物態(tài)與溫度基準(zhǔn)，通常以273K物質(zhì)的液態(tài)為基準(zhǔn)。8、對(duì)于圓管內(nèi)的流動(dòng)：Re4000時(shí)，一般出現(xiàn)湍流型態(tài)，稱為湍流區(qū)；2000Re4000 時(shí)，有時(shí)層流，有時(shí)湍流，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為過(guò)渡區(qū)；取決于外界干擾條件。9、內(nèi)摩擦力是流體內(nèi)部相鄰兩流體層的相互作用力，稱為剪切力10、單位面積上所受到的剪力稱為剪切應(yīng)力。11、黏度的影響因素：黏度隨流體種類不同而不同，并隨壓強(qiáng)、溫度變化而變化（1）流體種類：一般地，相同條件下，液體的黏度大于氣體的黏度。（2）壓強(qiáng)：氣體的黏度隨壓強(qiáng)的升高而增加，低密度氣體和液體的黏度隨壓強(qiáng)的變化較小。對(duì)常見(jiàn)的流體，如水、氣體等,黏度隨壓強(qiáng)的變化不大，一般可忽略不計(jì)。（3）溫度：是影響?zhàn)ざ鹊闹饕蛩亍?隨溫度的升高，液體黏度降低，而氣體黏度升高)12、工程上減少傳熱、傳質(zhì)阻力的方法：適當(dāng)?shù)脑龃罅黧w的運(yùn)動(dòng)速度，使其呈湍流狀態(tài)，以此降低邊界層中層流部分的厚度，從而強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)；破壞邊界層的形成，在流道內(nèi)壁做矩形槽，或在管外壁放置翅片，以此破壞邊界層的形成，減少傳熱和傳質(zhì)阻力。13、邊界層的厚度是如何定義的？簡(jiǎn)述影響平壁邊界層厚度的因素，并比較下列幾組介質(zhì)沿平壁面流動(dòng)時(shí)，哪個(gè)邊界層厚度較大：A、污水和污泥 B、水和油 C、流速大和流速小的同種流體通常將流體速度達(dá)到來(lái)流速度99%時(shí)的流體層厚度定義為邊界層厚度，以表示。邊界層的厚度是Re的函數(shù)。對(duì)于確定的流道，如果流體的物性（、）等為定值，則邊界層厚度僅與流速有關(guān)，流速越快，邊界層厚度越薄。A、污泥的邊界層厚度較大（黏度大，Re小，則大）； B、油的邊界層厚度較大（密度相差不大，油的黏度較大）； C、流速小的流體邊界層厚度較大（判斷公式： ）14、為什么多孔材料具有保溫性能？保溫材料為什么需要防潮？氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，對(duì)導(dǎo)熱不利，但利于絕熱、保溫。工業(yè)上常用多孔材料作為保溫材料，就是利用了空隙中存在的氣體，使導(dǎo)熱系數(shù)變小。水比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)大得多，隔熱材料受潮后其隔熱性能將大幅度下降。因此，露天保溫管道必須注意防潮。15、溫室效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理：二氧化碳及其他溫室氣體對(duì)于來(lái)自太陽(yáng)的短波相對(duì)透明，但是它們往往吸收那些由地球輻射出去的長(zhǎng)波。在大氣中積累的溫室氣體就像一個(gè)包裹在地球外表面的毯子，攪亂了地球的輻射平衡，導(dǎo)致地球溫度升高。16、強(qiáng)化換熱器傳熱過(guò)程的途徑：（1）增大傳熱面積采用小直徑管、異形表面、加裝翅片等；（2）增大平均溫度差提高蒸汽的壓強(qiáng)可以提高蒸汽的溫度改變兩側(cè)流體相互流向增加管殼式換熱器的殼程數(shù)；（3）提高傳熱系數(shù)：提高流體的速度；增強(qiáng)流體的擾動(dòng)；在流體中加固體顆粒；在氣流中噴入液滴；采用短管換熱器；防止結(jié)垢和及時(shí)清除污垢17、分離過(guò)程的主要傳質(zhì)過(guò)程：吸收、萃取、吸附、離子交換、膜分離18、根據(jù)傳質(zhì)機(jī)理的不同，質(zhì)量傳遞主要的兩種方式：分子擴(kuò)散、渦流擴(kuò)散19、傳質(zhì)邊界層的范圍如何確定？傳質(zhì)邊界層與流動(dòng)邊界層的關(guān)系。具有濃度梯度的流體層傳質(zhì)邊界層傳質(zhì)邊界層的名義厚度定義為可以認(rèn)為質(zhì)量傳遞的全部阻力都集中在傳質(zhì)邊界層內(nèi)流動(dòng)邊界層與傳質(zhì)邊界層的關(guān)系：20、沉降分離的一般原理：將含有顆粒物的流體置于某種力場(chǎng)中，是顆粒物與連續(xù)相的流體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沉降到器壁、器底或其他沉積表面，從而實(shí)現(xiàn)顆粒物與流體的分離。類型：重力沉降、離心沉降、電沉降、慣性沉降和擴(kuò)散沉降重力沉降：既可用于水與廢水中懸浮顆粒的分離，也可以用于氣體凈化，去除廢氣中的粉粒。在水處理中，利用重力沉降去除懸浮顆粒的處理構(gòu)筑物包括沉砂池、沉淀池；氣體凈化中有重力沉降室。離心沉降：旋流器和離心沉降機(jī)電沉降：大氣除塵的電除塵器即是應(yīng)用點(diǎn)沉降的原理。電除塵器主要由放電電極和集塵電極組成。慣性沉降：利用慣性沉降原理進(jìn)行顆粒物分離有慣性車程器，主要用于從氣體中分離粉塵。重力沉降和離心沉降是利用待分離的顆粒與流體之間存在的密度差，在重力或離心力的作用下使顆粒和流體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)沉降是將顆粒置于電場(chǎng)中使之帶電，并在電場(chǎng)力的作用下使帶點(diǎn)顆粒在流體中產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)慣性沉降是指顆粒物與流體一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于在流體中存在的某種障礙物的作用，流體產(chǎn)生繞流，而顆粒物由于慣性偏離流體擴(kuò)散沉降是利用微小粒子布朗運(yùn)動(dòng)過(guò)程中碰撞在某種障礙物上，從而與流體分離。環(huán)境工程領(lǐng)域那些處理單元涉及沉降分離過(guò)程：水處理：平流沉淀池大氣凈化：降塵室21、確定濾液量與過(guò)濾時(shí)間和過(guò)濾壓差等之間的關(guān)系。恒壓過(guò)濾： 恒速過(guò)濾： （在恒速過(guò)濾方程中，過(guò)濾壓差隨時(shí)間是變化的）實(shí)際上過(guò)濾模式常常采用：先恒速過(guò)濾后恒壓過(guò)濾（在開(kāi)始過(guò)濾時(shí)，以較低的恒速操作，避免顆粒穿透過(guò)濾介質(zhì)。當(dāng)壓差上升到給定數(shù)值后，再采用恒壓過(guò)濾，直到過(guò)濾終止。）22、吸收在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用：凈化有害氣體：濕式煙氣脫硫：如用水或堿液吸收煙氣中SO2，石灰/石灰石洗滌煙氣脫硫。干法脫硫：噴霧干燥煙氣脫硫：SO2被霧化的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液吸收。水、酸吸收凈化含NOx廢氣?；厥沼杏梦镔|(zhì)：如用吸收法凈化石油煉制尾氣中的硫化氫的同時(shí)，還可以回收有用的元素硫。能夠用吸收法凈化的氣態(tài)污染物主要有：SO2，H2S, HF和NOx等。 其他應(yīng)用：曝氣充氧23、吸收法凈化氣態(tài)污染物的特點(diǎn)：處理氣體量大，成份復(fù)雜，同時(shí)含有多種氣態(tài)污染物； 吸收組分濃度低；吸收效率和吸收速率要求高；多采用化學(xué)吸收如堿液吸收燃燒煙氣中低濃度的SO2；多數(shù)情況吸收過(guò)程僅是將污染物由氣相轉(zhuǎn)入液相，還需對(duì)吸收液進(jìn)一步處理，以免造成二次污染。24、吸附劑從流體中吸附吸附質(zhì)的傳質(zhì)過(guò)程：（1）吸附質(zhì)從流體主體擴(kuò)散到吸附劑外表面外擴(kuò)散（2）吸附質(zhì)由吸附劑的外表面向微孔中的內(nèi)表面擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散（3）吸附質(zhì)在吸附劑的內(nèi)部表面上被吸附。（一般第(3)步的速率很快，吸附傳質(zhì)速率主要取決于第(1)和(2)兩步。外擴(kuò)散速率很慢外擴(kuò)散控制內(nèi)擴(kuò)散速率很