工业炉复习资料.doc

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（1）在等温条件下，流体因为受到压力不同，体积发生变化的特性，称为 压缩性 ；
在等压条件下，流体由于温度不同引起体积变化的特性，称为 膨胀性 。
（等压性，压缩性，体积比，膨胀性，压力比，过余温度比）
（2）一般情况下，液体随着温度升高，粘度 降低 。气体随温度升高，粘度 升高 。
（不变，升高，降低，线性变化，非线性变化）
（3）在与黑体保持热平衡条件下，任何物体辐射能力与对黑体辐射吸收率的比值，等于 同温度下黑体辐射能力 。
（同温度下黑体辐射能力，对比温度下的辐射能力，同温度下灰体辐射能力，平衡条件下黑体辐射能力）
（4）诺模图是 1947 年 海斯勒 提出的，为后人进行一维非稳态导热计算提供了非常宝贵而方便的图表。
（1897，1939，1942，1947，1951，海斯勒，霍尔曼，贝尔特，雷格斯）
（5）工业炉炉膛内压力的近似计算，炉气压力的测量等，都须运用 流体静力学 原理。
（流体力学，流体静力学，流体动力学，湍动力学）
（6）流体的粘性是流体运动时内部产生 摩擦力 的特性表现。
（结合力，粘滞力，摩擦力，质量力）
（7）伯努利方程的应用条件之一有 不可压缩流体 。
（不可压缩流体，任何流体，可压缩流体，压缩性可忽略的气流，牛顿流体）
（8）伯努利方程的应用条件之一是对所取两过流截面之间，应满足 无支流、无汇流、连续、稳定流动 。
（有支流没有汇流的连续、稳定流动；无支流、无汇流、连续、稳定流动；有汇流没有支流的连续、稳定流动，任取截面的连续稳定流动）
（9）变截面多层圆筒壁稳态导热量的计算，在 最外层与最内层表面积之比小于等于2 的条件下可以应用等截面多层平壁的稳态导热计算公式。
（最外层与最内层表面积之比小于等于2时；本层外表面积与内表面积之比小于等于2时）
（10）有效辐射是指 本身的辐射与反射投入辐射之和 。
（吸收投入辐射向外的辐射；本身的辐射与反射投入辐射之和；所有的反射能量之和；自身辐射减去反射的能量）
（11）在对流传热计算中，常用的准则数是 Re，Gr，Pr，Nu 。
（Eu；Re；Gr；Pr；Fo；Bi；Nu）
（12）物体黑度越大，辐射能力越大，吸收能力 越大 。
（越小；越大；不一定；随温度改变；随反射能力和透过能力改变）
（13）重力作用下的流体平衡方程的能量意义，可以通过 kJ/N；kJ/kg 量纲来表达分析。
（kJ/N； kJ/m3；kg/kg；kJ/kg；kg/kmol；W）
(14) 不论外来辐射是否来自黑体，也不论与黑体是否处于热平衡状态，灰体吸收率始终等于 同温度下的黑度 。
(同温度下黑体的吸收率；同温度下的黑度；同温度下的透过率；同时刻的吸收率；同时刻的黑度)
（15）烟气的黑度主要取决于 烟气的颜色 。
（燃料的清洁度；CO2和H2O汽的组分；烟气的颜色；燃料的燃尽率）
（16）烟囱的高度主要取决于 烟囱的抽力 。
（烟囱出口与入口的动压差；烟囱本身的摩擦阻力；风机的能力；烟囱的抽力）
（17）烟囱的抽力是指 炉体系统的总阻力 。
（炉体系统到烟囱根部的总阻力；烟囱自身的阻力；烟囱的摩擦阻力；引风机的抽力）
（18）单值性条件包括 边界条件、几何条件、物理条件、初始条件。
（压力条件；几何条件；温度条件；速度条件；边界条件；物理条件；初始条件）
（19）耐火材料的物理性质包括 气孔率、吸水率、透气度、气孔孔径分布、体积密度、真密度、常温耐压强度、热膨胀性、热物性、导电性 。
（耐火度；气孔率；吸水率；结构强度；透气度、气孔孔径分布、体积密度、真密度、常温耐压强度、热膨胀性、热物性、导电性）
（20）耐火材料的使用性能包括 耐火度、高温结构强度、抗渣性、耐急冷急热性、高温体积稳定性 。
（耐火度；气孔率；高温结构强度；气孔孔径分布；体积密度；常温耐压强度；抗渣性；耐急冷急热性；热膨胀性；高温体积稳定性；热物性）

（3） 可燃混合物的定压比热有几种求解方法和量纲表达方法
答：对于混合气体燃料的定压比热可根据以下加权公式来计算
（3-49a）
或者 （3-49b）
暂时设以质量为基的定压比热用表示，量纲为kJ/(kg·℃)或kJ/(kg·K)，以摩尔为基的定压比热用表示，量纲为kJ/(kmol·℃)或kJ/(kmol·K)，一体积为基的定压比热用表示，量纲为kJ/(m3·℃)或kJ/(m3·K)，三者之间的关系是
（3-50a）
（3-50b）
（3-50c）

（21）耐火材料种类有哪些？工业炉砌筑主要应用的是哪种？
粘土质、高铝质、硅质、镁质、碳质、耐火混凝土、耐火水泥、耐火纤维、耐火空心粒、特种耐火材料共10种。在工业火焰炉窑上广泛应用的是粘土质耐火材料，约占耐火材料总产量的60~70％。

（22）耐火材料的矿相组成指的是什么？它对耐火材料性能有什么影响？
耐火材料结晶和玻璃质组成，称为耐火材料的矿相组成。耐火材料性能不仅与化学组分有关，也与矿相组成有关。矿相显微结构分为2种类型：a种是由硅酸盐结合物胶结晶体颗粒的结构类型，b种是由晶体颗粒直接交错结合成结晶网。例如高纯镁砖。它属于直接结合结构类型制品，高温性能十分优越。

矿相显微结构类型

（23）耐火材料的物理性质包括哪些？
耐火材料的物理性质，也有称结构性能，它包括气孔率、吸水率、透气度、气孔孔径分布、体积密度、真密度等。是评价耐火材料质量的重要指标。耐火材料的结构性能与原料和制造工艺，包括原料的种类、配比、粒度和混合、成型、干燥及烧成条件等密切相关。

2. 非稳态传热的三类边界条件
第一类：在导热过程中，物体表面温度保持常数，或随时间成直线变化；
第二类：在导热过程中，热流密度保持常数，或随时间按照一定规律变化；
第三类：与物体表面接触的介质温度及给热系数保持常数，或随时间按照一定规律变化。

7. 说明诺模图是如何得到的，谁的发明？
用分离变量法，结合单值性条件，求得一维非稳态导热微分方程的级数形式特解为

其中
整理移项，得到对称一维加热，任意坐标处x截面在任意时刻与初始时刻的过余温度比

对于两面加热的平板中心（centre），则有，于是又可得到中心与开始时刻的过余温度比

因为按照式（3-53）和（3-54）计算温度过繁，海斯勒Heisler等人1947年绘制成以Fo和1/Bi为横坐标，以过余温度比为纵坐标的曲线图，供查找计算，称为诺模图。
A、c\E 用一个小型火焰炉烧嘴做燃烧特性试验，使用燃料为CH4，当燃料流量为7 Nm3／h，空气流量为50 Nm3/h，炉温恒定在1150 ℃，试计算该炉温下的化学当量比和空气过剩系数。
解：空气的摩尔质量MWair=28.85，燃料C3H8的摩尔质量MWair=44.096
由，可以写出 CH4+2O2→CO2+2H2O
求化学当量时的空燃比

kg/m3
kg/m3
实际的空燃比
化学当量比
空气过剩系数
b. 某厂加热炉采用97%高炉煤气和3%焦炉煤气燃烧，两种煤气的湿组分见表。求混合煤气的低热值并试算混合煤气的理论燃烧温度（可不考虑空气和混合煤气带入的物理热）。
高炉煤气参数
CO
H2
CO2
N2
H2O
∑
20
3
24
50
3
100

焦炉煤气参数
CO
CH4
H2
CO2
N2
H2O
∑
7
22
56
3
9
3
100

耐火材料主要是按照什么来分类的，共有哪些类别？
按照化学矿物组成分分类，主要有粘土质（主要组分为SiO2和Al2O3 ）、高铝质（主要组分Al2O3）、硅质（主要组分为SiO2）、镁质（镁石质，主要是MgO）及碳质（主要组分碳、石墨或碳化物）等8类。

粘土质（主要组分为SiO2和Al2O3 ）、
耐火材料中的主要组分以结晶状态存在。如粘土质耐火材料主要是SiO2和Al2O3 以莫来石（3Al2O3·2SiO2）的结晶状态存在。
说明耐火燃料的使用性能
（1）耐火度
耐火度是耐火材料抵抗高温不熔化的性能。耐火材料不是纯物质，不存在固定的熔点，在高温下是逐步熔化的。先是低熔点成分熔化，随着温度升高，熔化量不断增加；最后全部熔化。故耐火度是耐火材料熔融软化到一定程度时温度。
（2）高温结构强度
高温结构强度是指耐火制品在高温下承受压力抵抗变形的性能。耐火制品的常温耐压强度很高，但是在高温下由于耐火制品内部易熔杂志先熔化，导致耐火制品的高温结构强度显著下降。高温结构强度的主要问题是温度，因此，高温结构强度不是以高温下耐火制品所承受的压力大小来判断，而是以一定压力下耐火制品开始软化变形的温度作为高温结构强度的指标，该温度称为荷重软化开始点。
（3）高温化学稳定性
高温化学稳定性指耐火材料高温下抵抗熔融炉渣、熔融炉尘、熔剂、金属氧化物级炉内气氛灯化学侵蚀的能力。对耐火材料化学侵蚀的主要物质是熔融炉渣，故耐火材料高温化学稳定性又称为抗渣性。熔渣侵蚀耐火材料是由于高温下熔渣与耐火材料起化学反应，生成易熔化合物，从耐火材料表面熔融下来，不断暴露出新的侵蚀表面，使耐火材料有表面到内部一层层被侵蚀。
（4）耐急冷急热性
耐火制品抵抗温度急变而不被损的能力，称为耐急冷急热性或热稳定性。急冷急热使耐火制品破裂原因是由于耐火制品的导热性较差，内外温差大，因而内外膨胀或收缩不均匀，生成热应力，当超过制品极限强度时，导致破损。急冷时制品表层突然收缩而产生拉应力，急热时表层猛烈膨胀而产生压应力，都引起表层崩裂、脱落。
（5）高温体积稳定性
耐火制品在生产过程中，物理和化学变化往往没有进行完结，在高温使用过程中继续进行，导致耐火制品的体积发生收缩或膨胀，称为重烧收缩或膨胀。以其大小作为耐火制品高温体积稳定性的指标。注意重烧收缩或膨胀是不可逆的，不同于一般热胀冷缩。耐火砖的重烧收缩或膨胀若过大，将引起炉体变形，甚至破坏，对于拱顶的危害更大。

耐火材料种类有哪些？工业炉砌筑主要应用的是哪种？
粘土质、高铝质、硅质、镁质、碳质、耐火混凝土、耐火水泥、耐火纤维、耐火空心粒、特种耐火材料共10种。在工业火焰炉窑上广泛应用的是粘土质耐火材料，约占耐火材料总产量的60~70％。

粘土砖主要化学成分是什么？
粘土砖主要化学成分为：
SiO2 ：50~65％；Al2O3 ：30~48％，属于硅酸铝耐火材料，主要结晶组分为莫来石晶型（3Al2O3 ·2SiO2），其余为Fe2O3、CaO、MgO、K2O与Na 2O等氧化物杂质所组成的非结晶玻璃质。

耐火材料的耐火度与物质的熔点有什么区别？
耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度的温度，表征材料抵抗高温作用的性能。或者说耐火材料在无荷重时抵抗高温不熔化的性能称为耐火度。
耐火度所表示的意义与熔点不同。熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。对绝大多数普通耐火材料而言，都是多相非均质材料，无一定熔点，其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程，在高温下相当宽的范围内，
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