环保设备及应用力学基本知识

1、环保设备及应用力学基本知识绪 论 课程学习任务1.学习掌握静力学的基本知识，理解物体受外力作用时的平衡问题，学会分析受力物体的受力情况； 2.掌握常用工程材料的种类、主要性能，为选择环保设备的材料提供理论依据；3.掌握机械传动的工作原理、运动规律； 4.掌握大气污染治理和净化设备、典型污水治理设备、噪声和振动控制设备及固体废物治理设备的工作原理、结构设计、选型和应用。提高对设备正确使用、维护和故障分析的能力；5.了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展概况。 绪 论 一、环保设备的概念 1.环保设备是指用于控制环境污染、改善环境质量而由工业生产部门或建筑安装部门制造和建造出来的机械产品

2、、构筑物及其系统。 2.环保产业环保产业是指以防治环境污染、改善生态环境、保护自然资源为目的而进行的技术开发、产品生产、商业流通、资源利用、信息服务、工程承包等各项事业的总称。 二、环保设备的分类 （一）按设备的功能分类：（二）按设备的构成分类： 大气污染控制及除尘设备、水污染治理设备、噪声与振动控制设备、固体废弃物处理设备、环境监测及分析设备等等。 1.单体设备；2.成套设备 指以单体设备为主，包含各种附属设备（如风机、电机等）组成的整体；3.生产线 指由一台或多台单体设备、各种附属设备及其管线所构成的整体。绪 论 （三）按设备的性质分类 1.机械设备 指各种用于治理污染和改善环境质量的由工

3、业部门制造的机械产品，如各种除尘器、机械式水处理设备、噪声控制器、振动控制期、机械式固体废弃物处理设备等。目前，机械设备是环保设备中种类型号最多、应用最普遍、使用最方便的环保设备。2.仪器设备 指各种用于环境监测及环境工程实验的仪器，如各种分析仪器（包括光学分析、色谱分析、电化学分析仪器等），各种采样器，各种监测仪器等。3.构筑物 一般指钢筋混凝土结构件，如用于污水处理过程的各种沉淀池、反应池等。构筑物也可以用玻璃钢、钢结构或其他材料建造。绪 论绪 论 四、我国环保设备制造业的发展前景 1.企业组织集团化 凌志环保集团座落于素有“环保硅谷”的宜兴，初始成立于1998年5月，总资产近10亿元，集

4、团共有10余家经营主体组成：凌志环保股份有限公司、江苏凌志环保工程有限公司、江苏凌志环保设备有限公司、凌志网络科技有限公司、江苏帕洛阿尔托环保技术研究院有限公司、江苏凌志污泥处理有限公司、富源清源污水处理有限公司、沭阳凌志水务有限公司、泗阳凌志水务有限公司等。 2.专业技术高新化3.设备产品标准化 4.环保科研和生产一体化 第一章力学的基本知识 11力与力的性质 一、基本概念 1.力及其效应力是物体之间的相互机械作用，这种作用的效果使物体的运动状态或形状发生变化。前者称为力的运动效应，也称外效应；后者称为力的变形效应，也称为内效应。 第一章力学的基本知识 11 力与力的性质 2.力的三要素力对

5、物体作用的效应是由力的大小、力的方向和力的作用点三个因素决定的。 力对物体的作用不仅决定于它的大小，而且决定于它的方向，所以力是矢量。力可以用一带箭头的直线段把力的三要素表示出来。为了区别矢量和非矢量（标量），矢量的代表符号用黑体字母来表示 。单位：N； kN第一章力学的基本知识 3.力系 同时作用在同一物体上的几个力或一群力称为力系。如果作用于物体上的力系可以用另一个力系来代替而效应相同，那么这两个力系互称为等效力系。 第一章力学的基本知识 4.平衡 物体的平衡是指物体相对于惯性参照系处于静止或匀速直线运动状态。在工程实际中，通常把固连于地球的参照系作为惯性参照系来研究，如果物体在一个力系的

6、作用下保持平衡状态，则该力系为平衡力系。 5.刚体在力的作用下不会发生变形的物体称为刚体。 第一章力学的基本知识 二、力的性质 1. 性质1 二力平衡公理在大小相等，方向相反，且作用在同一直线上的两个力作用下，刚体一定处于平衡状态。当一个物体不计自重和摩擦力，只受两个力作用而处于平衡，工程上称该物体为二力杆。 2. 性质2 加减平衡力系公理 在作用于刚体的任意一个力系上，加上或减去任意个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 推论 1 力的可传性 作用在刚体上的力可以沿着它的作用线移动到刚体内的任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。第一章力学的基本知识 3. 性质3 力的平行四边形法则

7、作用于物体上同一点的两个力，可以按平行四边形法则合成为一个合力，此合力也作用在同一点，其大小和方向由两力构成的平行四边形的对角线表示 4. 性质4 作用与反作用定律两个物体间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同，分别作用在两个物体上。力总是成对出现的，有作用力必有反作用力；作用力和反作用力不是作用在同一个物体上，而是分别作用在两个相互作用的不同物体上。第一章力学的基本知识 布置作业P14 1；2； 12 受力分析与受力图 一、约束与约束反力 限制物体某些运动的条件称为约束。约束作用于被约束物体上的力，称为约束反作用力，简称约束反力或约束力。 二、约束种类 1.柔性约束 物体受

8、到柔索的约束称为柔性约束，或柔索约束。柔索只能限制物体沿柔索伸长方向的位移。12 受力分析与受力图12 受力分析与受力图2.光滑面约束 用光滑面限制物体运动的约束称为光滑面约束。光滑面不限制被约束物体在通过接触点的切面内任意方向的位移和离开光滑面，但限制被约束物体进入光滑面。12 受力分析与受力图3.固定铰链约束 固定铰链的约束力的作用点为圆孔中心，约束力可用x、y方向两个分力Fx、Fy表示.12 受力分析与受力图4.活动铰链约束 其约束力的作用点通过圆孔中心，并垂直于光滑支承面. 三、受力分析 在工程实际中，受力分析就是研究物体的受力情况，确定每个力的大小、方向和作用位置，物体所受到的力包括

9、主动力和约束力。 这种表示分离体所受的全部力的图形，称为受力图。 画受力分析图的步骤如下：（1）明确研究对象，画出分离体；（2）在分离体上画出全部主动力；（3）在分离体的约束处画约束反力。 三、受力分析13 平面汇交力系一、工程中的平面汇交力系 平面力系：凡是作用在物体上的各力其作用线都在同一平面的力系称为平面力系.平面汇交力系：在平面力系中各力作用线相交于一点，此力系称为平面汇交力系。 13 平面汇交力系二、平面汇交力系的合成与平衡的几何法 受力物体处于平衡时，所受的和合外力等于零，即：R=F = 0 13 平面汇交力系 三、平面汇交力系的合成与平衡的解析法1.力在坐标轴上的投影在力F作用线

10、所在的平面内取直角坐标系xOy，从力F的两端A和B分别向x轴、 y轴作垂线，得线段ab、ab，线段ab和ab分别是力F在x轴、y轴上的投影，分别用Fx、Fy表示。力在坐标轴上的投影是标量，其正负规定如下：若由a到b的方向与x轴的正方向、a到b的方向与y轴的正方向一致时，力的投影取正值；反之，取负值。 13 平面汇交力系设力F与x轴所夹的锐角为则：（1-4） Fx = Fcos Fy = Fsin如果已知力F的投影Fx、Fy，则力F的大小和方向要由下式来求出： 13 平面汇交力系 2.合力投影定理Rx = F1x + F2x + F3x = Fx Rx = F1x + F2x + F3x = Fx R = = 合力投影定理：合力在任一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。13 平面汇交力系3.平面汇交力系的平衡平面汇交力系平衡的必要和充分条件是该力系的合力等于零 Rx =Fx=0Ry =Fy=0 13 平面汇交力系用解析法求解平衡问题的主要步骤：第一步选取分离体。根据题意的要求，把研究对象分离出来。第二步受力分析，画出受力图。分析分离体上所受各力的三要素，在简图上画出所受的全部已知和未知力。第三步选坐标，算投影。要选择