环保设备及应用-绪论.ppt

人口问题人口问题人口的急剧增加是当今环境的首要问题。1999年世界人口突破了60亿亿，人口比世纪初增长了4倍，随着生活水平的提高，资源消耗并未等比例的增加，而是加速增长资源消耗。1999年比世纪初增长了10倍倍。资源问题资源问题土地资源在不断减少和恶化，森林资源不断缩小，生物物种在减少，某些矿产资源濒临枯竭等。1我国约有59%的耕地缺磷，23%的耕地缺钾，14%的耕地磷、钾俱缺。2由于森林的过度采伐，严重影响到生态环境，部分林场的恢复至少需几十年。3水资源的短缺，使其将成为继石油之后又一个严重的社会危机生态破坏生态破坏工业发展带来环境污染火力发电厂排放出的浓烟钢铁厂排放出的浓烟排入大气中的烟尘随风扩散工厂的废气排放是巨大的污染源这幅由美国航空航这幅由美国航空航天局提供的影像中，天局提供的影像中，南极上空的臭氧层南极上空的臭氧层空洞就像一个巨大空洞就像一个巨大的蓝色水滴。美国的蓝色水滴。美国航空航天局的科学航空航天局的科学家家20002000年年9 9月月8 8日宣日宣布，南极上空布，南极上空20002000年年9 9月月3 3日的臭氧层日的臭氧层空洞面积达到空洞面积达到28302830万平方公里。这个万平方公里。这个迄今为止观测到的迄今为止观测到的最大的臭氧层空洞，最大的臭氧层空洞，加重了人们对臭氧加重了人们对臭氧层的担忧。层的担忧。伦敦烟雾事件美国纽约曼哈顿区的光化学烟雾受酸雨污染的水稻风沙袭击北京城白昼如夜因大气污染而致死的树淡水资源缺乏与水污染淡水资源缺乏与水污染淡水资源在地球上分布的不均匀，导致许多地区缺水，又由于城市化和工业发展，需消耗大量的水，同时大量污染物的排放破坏了水体，更加加剧了水的供求矛盾。生活垃圾污染造纸厂污染的河流海洋污染海底石油的开采和运输过程中原油的泄漏以及地表径流进入海洋的大量有机物造成海洋污染，近年来频繁的赤潮是海洋污染的突出表现。受污染的黄河黄河现状环境污染影响环境污染影响人类的健康人类的健康黄曲霉素污染的毒大米水中溶解元素在头部可能的积累部位黄曲霉素诱发大鼠肝癌和前胃乳头状瘤胎儿性水俣病发笑症（3岁开始）汞污染引起的胎儿性水俣病患者环境荷尔蒙环境荷尔蒙环境中存在一些能像激素一样影响人体和动物体内分泌功能的物质，叫“环境激素”，又译为“环境荷尔蒙”，学名“内分泌干扰物”。可以是天然的，也可以是人工的。二噁口英污染地方性甲状腺肿患者氟斑牙环保设备及应用主讲:马华菊绪绪 论论一、一、环保设备的概念环保设备的概念二、二、环保设备的分类环保设备的分类三、三、本课程学习内容本课程学习内容一、环保设备的概念一、环保设备的概念 环环保保设设备备指指用用于于控控制制环环境境污污染染、改改善善环环境境质质量量而而由由工工业业生生产产部部门门或或建建筑筑安安装装部部门门制制造造和和建建造造出出来来的的机机械械产产品品、构构筑筑物物及及其其系统系统（各种线路、管道等）。（各种线路、管道等）。机械产品机械产品格栅格栅格栅格栅电除尘器电除尘器电除尘器电除尘器构筑物构筑物气浮池气浮池气浮池气浮池氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟线路、管道线路、管道环保局计算机环保局计算机企业计算机企业计算机TR中心分析单元中心分析单元信号线信号线电话线电话线信号线信号线伴热抽取管线伴热抽取管线激光探头单元激光探头单元综合信号单元综合信号单元烟气抽取单元烟气抽取单元烟道烟道按所控制的污染对象分按所控制的污染对象分按所控制的污染对象分按所控制的污染对象分二、环保设备的分类二、环保设备的分类n类别：类别：n亚类别亚类别n组别组别n型别型别按环保设备的原理和用途划分。按环保设备的原理和用途划分。按环保设备的原理和用途划分。按环保设备的原理和用途划分。按环保设备的功能原理分按环保设备的功能原理分按环保设备的功能原理分按环保设备的功能原理分按环保设备的结构特征和工作方式按环保设备的结构特征和工作方式按环保设备的结构特征和工作方式按环保设备的结构特征和工作方式划分。划分。划分。划分。n n类别类别n n大气污染控制及除尘设备大气污染控制及除尘设备n n水污染治理设备水污染治理设备n n噪声与振动控制设备噪声与振动控制设备n n固体废弃物处理处置设备固体废弃物处理处置设备n n放射性与电磁波污染防护设备放射性与电磁波污染防护设备例：水污染治理设备例：水污染治理设备亚类别亚类别n亚类别亚类别n n物理法处理设备物理法处理设备n n化学法处理设备化学法处理设备n n物理化学法处理设备物理化学法处理设备n n生物法处理设备生物法处理设备n n组合式处理设备组合式处理设备例：水污染治理设备例：水污染治理设备生物法处理设备组别生物法处理设备组别n n组别组别n n好氧生物处理装置好氧生物处理装置n n供氧曝气装置供氧曝气装置n n厌氧处理装置厌氧处理装置n n厌氧好氧处理装置厌氧好氧处理装置例：水污染治理设备生物法处理设备例：水污染治理设备生物法处理设备供氧曝供氧曝气装置型别气装置型别n n型别型别n n机械表面曝气装置机械表面曝气装置n n鼓风曝气装置鼓风曝气装置n n射流曝气器射流曝气器n n曝气转刷曝气转刷课堂练习：课堂练习：n n斜管沉淀装置斜管沉淀装置类别：水污染治理设备类别：水污染治理设备亚类别：物理法处理设备亚类别：物理法处理设备组别：组别：沉淀装置（表明产品的功能）沉淀装置（表明产品的功能）型别：斜管沉淀装置（型别：斜管沉淀装置（斜管斜管表明产品结表明产品结构特点）构特点）三、本课程学习内容三、本课程学习内容n n1、常用环保设备结构、工作原理、常用环保设备结构、工作原理n n2、常用环保设备的基本设计方法、常用环保设备的基本设计方法n n3、常用环保设备的应用、常用环保设备的应用第二章第二章 常用工程材料常用工程材料n n第一节第一节 力学性能力学性能一、力学性能：是指材料在外力作用下所表现出来一、力学性能：是指材料在外力作用下所表现出来的特性。力学性能是针对失效而言。的特性。力学性能是针对失效而言。失效三种形式：失效三种形式：变形变形、磨损磨损和和断裂断裂。（采用一些指标来表达）（采用一些指标来表达）二、拉伸实验二、拉伸实验n n拉拉拉拉伸伸伸伸是是是是材材材材料料料料力力力力学学学学最最最最基基基基本本本本的的的的实实实实验验验验，通通通通过过过过拉拉拉拉伸伸伸伸可可可可以以以以测测测测定定定定出出出出材材材材料料料料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。实验原理：实验原理：实验原理：实验原理：（1 1）材料：低碳钢（典型的材料：低碳钢（典型的材料：低碳钢（典型的材料：低碳钢（典型的塑性材料塑性材料塑性材料塑性材料）（2 2）试件：）试件：）试件：）试件：最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如下图最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如下图最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如下图最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如下图a a、b b所示。所示。所示。所示。(a)(b)（3）拉伸实验曲线：）拉伸实验曲线：OE OESBK n n拉伸实验拉伸实验拉伸实验拉伸实验曲线分为曲线分为曲线分为曲线分为弹性变形阶段：弹性变形阶段：弹性变形阶段：弹性变形阶段：OEOEOEOE段（可完全恢复）段（可完全恢复）段（可完全恢复）段（可完全恢复）弹弹弹弹性性性性塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形阶阶阶阶段段段段：ESESESES段段段段（不不不不可可可可完完完完全全全全恢恢恢恢复复复复，是是是是一一一一个个个个由由由由可可可可完完完完全全全全恢恢恢恢复复复复向向向向不不不不可恢复的永久性变形的过渡阶段）可恢复的永久性变形的过渡阶段）可恢复的永久性变形的过渡阶段）可恢复的永久性变形的过渡阶段）均均均均匀匀匀匀塑塑塑塑性性性性形形形形变变变变阶阶阶阶段段段段：SBSBSBSB段段段段（不不不不可可可可恢恢恢恢复复复复的永久性变形）的永久性变形）的永久性变形）的永久性变形）集集集集中中中中塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形阶阶阶阶段段段段：BKBKBKBK段段段段（截截截截面面面面积积积积明明明明显变小）显变小）显变小）显变小）即试样产生即试样产生弹性、屈服现象（外力不增加弹性、屈服现象（外力不增加而变形明显继续进行）、颈缩和断裂而变形明显继续进行）、颈缩和断裂四个四个阶段。阶段。塑性材料：塑性材料：n n延伸率延伸率是衡量材料塑性性能的指标。是衡量材料塑性性能的指标。n n工工程程上上通通常常把把延延伸伸率率5 5的的材材料料称称为为塑塑性性材料材料，如钢、铜、铝合金等；，如钢、铜、铝合金等；n n把把延延伸伸率率5 5的的材材料料称称为为脆脆性性材材料料，如如铸铸铁、陶瓷、石材等。铁、陶瓷、石材等。n n低低碳碳钢钢是是典典型型的的塑塑性性材材料料，其其延延伸伸率率为为20203030。铸铸铁铁是是典典型型的的脆脆性性材材料料，其其延延伸伸率率1 1。术语：术语：应力：应力：试样原有横截面单位面积上所受的外力试样原有横截面单位面积上所受的外力.=F/m.=F/m2 2应变：应变：在一定外力作用下伸长的长度与试样原在一定外力作用下伸长的长度与试样原长之比。长之比。=L/L=L/L极限应力：极限应力：使材料失去某种状态时的应力。使材料失去某种状态时的应力。延伸率：延伸率：试样拉断后总伸长量与原有长度比值试样拉断后总伸长量与原有长度比值的百分比。的百分比。=（L L1 1 L L）/L%/L%截面收缩率：截面收缩率：试样拉断后，截面面积缩减量与试样拉断后，截面面积缩减量与原截面面积比值的百分比。原截面面积比值的百分比。=（A-AA-A1 1）/A%/A%三、常用力学性能指标三、常用力学性能指标n n1 1、强强强强度度度度（变变变变形形形形的的的的抵抵抵抵抗抗抗抗能能能能力力力力）：是是是是指指指指材材材材料料料料在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下抵抗下抵抗下抵抗下抵抗塑性塑性塑性塑性变形和断裂的能力。变形和断裂的能力。变形和断裂的能力。变形和断裂的能力。n n使用应力来表示其大小。使用应力来表示其大小。使用应力来表示其大小。使用应力来表示其大小。n n比比比比例例例例强强强强度度度度p p p p：应应应应力力力力和和和和应应应应变变变变完完完完全全全全符符符符合合合合胡胡胡胡克克克克定定定定律律律律的的的的极极极极限限限限应力值。应力值。应力值。应力值。n n弹弹弹弹性性性性强强强强度度度度 e e：不不不不出出出出现现现现任任任任何何何何的的的的微微微微量量量量塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形的的的的极极极极限限限限应应应应力力力力值。值。值。值。n n屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度 s s：塑塑塑塑性性性性材材材材料料料料产产产产生生生生屈屈屈屈服服服服现现现现象象象象的的的的极极极极限限限限应应应应力力力力。（塑性材料的极限应力）（塑性材料的极限应力）（塑性材料的极限应力）（塑性材料的极限应力）n n抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度（断断断断裂裂裂裂强强强强度度度度)b b b b：发发发发生生生生断断断断裂裂裂裂时时时时的的的的极极极极限限限限应应应应力力力力。（脆性材料的极限应力）是强度的极限。（脆性材料的极限应力）是强度的极限。（脆性材料的极限应力）是强度的极限。（脆性材料的极限应力）是强度的极限。分为分为 n n2、刚刚度度：刚刚度度是是材材料料对对弹弹性性变变形形（构构件件抗抗弯弯曲曲和和翘翘曲曲的的能能力力）的的抵抵抗抗能能力力，是是度度量量构构件件在在弹弹性性范范围围内内受受力力时时变变形形大大小小的的因因素素之一。（保证材料不发生过量弹性变形）之一。（保证材料不发生过量弹性变形）n n其其大大小小使使用用弹弹性性模模量量（弹弹性性模模量量是是材材料料在在弹性极限内应力与应变的比值）来表示。弹性极限内应力与应变的比值）来表示。n n3、塑塑性性：所所谓谓塑塑性性，是是指指材材料料在在外外力力作作用用下下能能稳稳定定地地产产生生永永久久变变形形而而不不破破坏坏其其完完整整性性的的能能力力。因因此此，塑塑性性反反映映了了材材料料产产生生塑性变形的能力。塑性变形的能力。n n表示方式：表示方式：表示方式：表示方式：延伸率延伸率延伸率延伸率n n采用试样拉断后的采用试样拉断后的采用试样拉断后的采用试样拉断后的 截面收缩率截面收缩率截面收缩率截面收缩率n如如果果容容器器是是用用于于处处理理有有摩摩擦擦性性的的固固体体或或含含有有可可能能引引起起磨磨蚀蚀的的悬悬浮浮固固体体的的流流体体物物料料时时，则则应应考考虑虑材材料料的的表表面面硬硬度度根根据据试试验方法的不同，有不同的量值表示硬度验方法的不同，有不同的量值表示硬度n n在在在在压压压压力力力力容容容容器器器器行行行行业业业业中中中中，多多多多采采采采用用用用布布布布氏氏氏氏硬硬硬硬度度度度，其其其其标标标标准准准准试试试试验验验验方法是方法是方法是方法是GB231“GB231“GB231“GB231“金属布氏硬度试验方法金属布氏硬度试验方法金属布氏硬度试验方法金属布氏硬度试验方法”。n n其它硬度表示方法及试验方法有：其它硬度表示方法及试验方法有：其它硬度表示方法及试验方法有：其它硬度表示方法及试验方法有：n nGB 230“GB 230“GB 230“GB 230“金属洛氏硬度试验方法金属洛氏硬度试验方法金属洛氏硬度试验方法金属洛氏硬度试验方法”洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度n nGB 4340“GB 4340“GB 4340“GB 4340“金属维氏硬度试验方法金属维氏硬度试验方法金属维氏硬度试验方法金属维氏硬度试验方法”维氏硬度维氏硬度维氏硬度维氏硬度4 4、硬度（耐磨性）、硬度（耐磨性）硬硬度度是是抵抵抗抗其其它它物物体体刻刻划划或或压压入入其其表表面面的的能能力力用用标标准准试试验验方方法法测测得得的的表表面面硬硬度度是是材料耐磨能力的重要指标材料耐磨能力的重要指标n n5、韧韧性性：抗抗断断裂裂性性能能；一一般般使使用用冲冲击击韧韧性性Ak表示其大小，单位：表示其大小，单位：J/cm2。n n韧性用来衡量材料的抗裂纹扩展能力韧性用来衡量材料的抗裂纹扩展能力n n对对对对低低低低碳碳碳碳钢钢钢钢、铝铝铝铝、铜铜铜铜一一一一类类类类塑塑塑塑性性性性材材材材料料料料，其其其其晶晶晶晶格格格格结结结结构构构构能能能能够够够够由由由由于于于于裂裂裂裂纹纹纹纹尖尖尖尖端端端端的的的的局局局局部部部部屈屈屈屈服服服服而而而而终终终终止止止止裂裂裂裂纹纹纹纹的的的的扩扩扩扩展展展展；对对对对于于于于类类类类似似似似铸铸铸铸铁铁铁铁等等等等脆脆脆脆性性性性材材材材料料料料，其其其其晶晶晶晶格格格格结结结结构构构构不不不不会会会会使使使使裂裂裂裂纹纹纹纹尖尖尖尖端端端端产产产产生生生生局局局局部部部部屈屈屈屈服服服服现象，不能终止裂纹扩展，因此脆性材料不耐拉伸。现象，不能终止裂纹扩展，因此脆性材料不耐拉伸。现象，不能终止裂纹扩展，因此脆性材料不耐拉伸。现象，不能终止裂纹扩展，因此脆性材料不耐拉伸。n n6 6 6 6、抗疲劳性能（疲劳极限）、抗疲劳性能（疲劳极限）、抗疲劳性能（疲劳极限）、抗疲劳性能（疲劳极限）n n材材材材料料料料或或或或元元元元件件件件在在在在交交交交变变变变应应应应力力力力（随随随随时时时时间间间间作作作作周周周周期期期期性性性性改改改改变变变变的的的的应应应应力力力力）作作作作用用用用下下下下，经经经经过过过过一一一一段段段段时时时时期期期期后后后后，在在在在内内内内部部部部缺缺缺缺陷陷陷陷或或或或应应应应力力力力集集集集中中中中的的的的部部部部位位位位，局局局局部部部部产产产产生生生生细细细细微微微微的的的的裂裂裂裂纹纹纹纹，裂裂裂裂纹纹纹纹逐逐逐逐渐渐渐渐扩扩扩扩展展展展以以以以致致致致在在在在应应应应力力力力远远远远小小小小于于于于屈屈屈屈服服服服点点点点或或或或强强强强度度度度极极极极限限限限的的的的情情情情况况况况下下下下，突突突突然然然然发发发发生生生生脆脆脆脆性性性性断断断断裂裂裂裂，这这这这种种种种现现现现象象象象称称称称为为为为疲疲疲疲劳劳劳劳极极极极限。限。限。限。n n 在在在在频频频频繁繁繁繁进进进进料料料料、出出出出料料料料的的的的周周周周期期期期性性性性间间间间歇歇歇歇操操操操作作作作的的的的设设设设备备备备，应应应应考考考考虑虑虑虑其其其其疲劳失效的可能性疲劳失效的可能性疲劳失效的可能性疲劳失效的可能性指标涵义说明名称符号单位弹性指标弹性模量EN/mm2金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时（符合虎克定理），这个比例系数就称为弹性模量，根据应力，应变的性质通常又分为：弹性模量和切变模量，弹性模量的大小，相当于引起物体单位变形时所需应力之大小，是衡量材料刚度的指标，弹性模量愈大，刚度也愈大。弹性极限eN/mm2这是表示金属最大弹性的指标，即在弹性变形阶段，试样不产生塑性变形时所能承受的最大应力强度性能指标抗拉强度bN/mm2指外力是拉力时的强度极限，它是衡量金属材料强度的主要性能指标屈服点sN/mm2金属承受载荷时，当载荷不再增加，但金属本身的变形却继续增加的现象称为屈服，产生屈服现象时的应力叫屈服点屈服强度0.2N/mm2金属发生屈服现象时，为便于测量，通常按其产生永久残余变形量等于试样原长0.2%时的应力，作为屈服强度硬度性能指标 布氏 硬度 HBSHBWN/mm2用淬硬小钢球或硬质合金球压入金属表面，以其压痕面积除加压在钢球上的载荷，所得之商，即为金属的布氏硬度数值。使用钢球测定硬度450HBS；使用硬质合金球测定硬度450HBW洛氏硬度C级 HRC无量钢 用1471N载荷，将顶角为120的圆锥形金刚石的压头，压入金属表面，取其压痕的深度来计算硬度的大小，即为金属的HRC硬度，HRC用来测量HB=230700的金属材料，主要用于测定淬火钢及较硬的金属材料 A级 HRA指用588.4N载荷和顶角为120的圆锥形金刚石的压头所测定出来的硬度，一般用来测定硬度很高或硬而薄的金属材料，如碳化物、硬质合金或表面处理过的零件 B级 HRB指用980.7N载荷和直径为1.59mm（即1/16in）的淬硬钢球所测得的硬度。主要用于测定HB=60230这一类较软的金属材料，如退火钢、铜、铝等 维氏 硬度 HVN/mm2用49.03980.7N以内的载荷，将顶角为136的金刚石四方角锥体压头压入金属的表面，以其压痕面积除载荷所得之商，即为维氏硬度值，HV只适用于测定很薄（0.30.5mm）的金属材料，或厚度为0.030.05mm的零件表面硬化层的硬度，测定的数值比较准确 肖氏 硬度 HSCHSDH（回跳高度）利用一定重量（2.5g）的钢球或金刚石球，自一定的高度（一般为254mm）落下撞击金属后，球又回跳到某一高度h，此高度为肖氏硬度值，其优点是在金属表面上不留下伤痕，缺点是测定值不够准确 塑性指标 伸长率 L0=5dL0=10d 510%金属受外力作用被拉断以后，在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数，称为伸长率。根据试样长度的不同，通常用符号5或10来表示；5是试样标距长度为其直径5倍时的伸长率，10是试样标距长度为其直径10倍时的伸长率 断面 收缩率%金属受外力作用被拉断以后，其横截面的缩小量与原来横截面积相比的百分数，称为断面收缩率。、的数值愈高，表明这种材料的塑性愈好，易于进行压力加工韧性指标 冲击 韧度 aKUaKVJ/m2kJ/m2冲击韧度是评定金属材料于动载荷下承受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值作为标准的。试验结果，以冲断试样上所消耗的功与断口处横截面积之比值大小来衡量。由于aK值的大小不仅取决于材料本身，还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而aK值只是一个相对指标 冲击 吸收功 AKU AKV J疲劳性能指标 疲劳 极限-1-1nN/mm2金属材料在交变负荷的作用下，经过无限次应力循环而不致引起断裂的最大循环应力，称为疲劳极限。-1表示光滑试样的对称弯曲疲劳极限，-1n表示缺口试样的对称弯曲疲劳极限 按我国国家标准，一般钢铁材料采用107循环次数而不断裂的最大应力来确定其疲劳极限，对于有色金属材料，则规定应力循环次数在108或更多周次，才能确定其疲劳极限 常见金属材料的力学性能名称、代号、单位和涵义常见金属材料的力学性能名称、代号、单位和涵义常见金属材料的力学性能名称、代号、单位和涵义常见金属材料的力学性能名称、代号、单位和涵义小结小结n n1.环保设备及类型。环保设备及类型。n n2.材料的力学性能指标。材料的力学性能指标。