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环境工程原理

一

环境：与某个中心事务相关的周围事物的总称。
自然环境：是直接或间接影响到人类和生物的所有自然形成的物质、能量和自然现象的总体。
生态破坏和环境污染是目前人类面临的两大类环境问题。
环境污染是指由有害物质引起的大气、水体、土壤和生物的污染。
环境工程学：是在吸收土木工程、卫生工程、化学工程、机械工程等经典学科基础理论和技
术方法的基础上，为了改善环境质量而逐步形成的一门新兴的学科。
环境污染类型按污染源种类可分为：点源污染、面源污染、移动源污染。
污染物按化学性质分为：有机和无机污染物。有机污染物分为：可生物降解性和难生物降
解性。
无机污染物包括氮磷等植物性营养物质、非金属、金属与重金属以及因无机物的存在而形成
的酸碱度。、
水的处理方法：物理、化学、生物方法。
环境净化与污染控制技术原理：稀释、隔离、分离、转化。
环境工程原理课程主要内容：环境工程原理、分离过程与隔离原理、化学与生物反应工程原
理。基本手段：物理量及其变化速率的定量表达与计算。
二

量纲：用来描述物体与系统物理状态的可测量性质。基本量纲：质量、长度、时间、温度（M、
L、t、T）
质量浓度：单位体积混合物中某组分A的质量称为该组分的质量浓度。
物质的量浓度：单位体积混合物某组分的物质的量。
通量：单位时间内通过单位面积的物理量。
稳态与非稳态系统：当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数，而不随时间变化，
称为稳态系统；当上述物理量不仅随位置变化，还随时间变化时，则为非稳态系统。
四

热量传递的方式：导热、热对流、热辐射
导热：是指物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞而产生热量的传递方式。
固体以两种方式传递热量：晶格振动和自由电子迁移。
热对流：由于流体的宏观远动，冷热流体相互掺混而发生热量传递的方式。
强制对流传热：由于水泵、风机或其他外力引起流体流动而发生的传热过程。
导温系数a是物质的物理性质，它反映了温度变化在物体中的传播能力。
导热系数λ是导热物质在单位面积、单位温度梯度下的导热速率，表明导热性的强弱。
液体的导热系数随温度的升高而降低。晶体的导热系数随温度的升高而减小，非晶体相反。
多孔性固体的导热系数与孔隙率、孔隙微观尺寸以及其中所含流体的性质有关。
对流传热：是指流体中质点发生相对位移而发生的热量传递过程。
对流传热与热传导的区别：前者存在流体质点的相对位移，而质点的位移僵尸对流传热速率
加快。
间壁式换热器主要分为：管式换热器、板式换热器、热管换热器。
应用最广泛的的为管式换热器，包括：蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。
影响对流传热的因素：物性特征、几何特征、流动特征。
对流传热系数α大小取决于：流体物性、壁面情况、流动原因、流动状况、流体是否发生相
变等。
工程上强化对流传热的主要途径之一：改善流动状况使层流底层厚度减小。
自然对流传热：在固体壁面与静止流体之间，由于流体内部存在温差而造成密度差，使流体
在升浮力作用下流动，即产生自然对流的传热方式。
大空间自然对流传热：是指固体壁面周围的自然对流不受空间限制或干扰的自然对流传热。
大空间自然对流传热系数与流体的性质、传热面积、传热面形状及传热面和流体间的温差
有关。
冷凝分为膜状和珠状冷凝。
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。
珠状冷凝:若冷凝液不能润湿表面，则由于表面张力的作用，在壁面上形成液滴，并逐渐长
大，最后沿壁面下落，此种冷凝称为珠状冷凝。
影响冷凝传热的因素：流体的物性、冷凝液膜两侧的温差、蒸汽流速和流向、不凝性气体。
按换热器的用途可分为：加热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器和冷凝器。
按冷热交换的原理和方式，可分为：间壁式、直接接触式和蓄热式。
热流体通过间壁传热给冷流体的过程分3步：1、热量从热流体传给固体壁面2、热量从间
壁的热侧面传到冷侧面3、热量从固体壁面传给冷流体
影响污垢的产生和厚度的因素：物料的性质、传热壁的材料、操作条件、设备结构、清洗
周期等。
平均温差与热交换器中两流体的温度变化情况及两流体的相互流动方向有关。
传热单元数是温度的无量纲函数，在数值上等于单位传热推动力引起流体温度变化的大小，
表明换热器传热能力的强弱。
换热器传热过程的强化措施：增大传热面积、增大平均温差、提高传热系数（减小传热热
阻）
减小热阻的方法：提高流体的速度、增强流体的扰动、在流体中加固体颗粒、在气流中喷
入液滴、采用短管换热器、防止结垢和及时清除污垢。
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。
若A(吸收率)=1，则表示落在物体表面上的辐射能全部被物体吸收，这种物体称为绝对黑体。
若R(反射率)=1，则表示