硅酸盐热工及其设备.docx

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硅酸盐热工及其设备

热工学公式总结，以及期末考试题复习

（期末考试题仅仅适用于沈阳化工大学无机非金属材料专业考试用）

编辑人：

沈阳化工大学1302班刘星宇

1、公式总结：

1、理想气体状态方程：

PV=nRT；P/ρ=nRT

2、恒温状态下的理想气体状态方程：

P1V1=P2V2

3、恒压状态下的理想气体状态方程：

P1/ρ1=P2/ρ2

4、静力学基本方程：

P高=P低-ρgH

5、质量流量公式qv=ufρ

6、体积流量公式qv=uf

7、单一气体的伯努利方程：

P1+ρgH1+[ρ（u1）2]/2=P2+ρgH2+[ρ（u2）2]/2

8、双气体的伯努利方程：

HS1+HK1+HG1=HS2+HK2+HG2+HL1-2

9、小孔溢气方程：

10、炉门溢气方程：

11、单原子气体：

γ=1.66

12、双原子气体（空气）：

γ=1.4βe=0.528

13、多原子气体（过热蒸汽）：

γ=1.33βe=0.546

14、音速方程：

15、拉法尔管、管嘴V公式：

16、拉法尔管、管嘴A公式：

17、烟囱公式：

18、傅里叶定律：

q=△t/∑Ri

19、平板结构、圆筒结构R：

20、不同位置上的温度

21、牛顿冷却定律

22、四次方定律（本身辐射）：

23、净辐射量

24、投射辐射（G）:

JN=EN+RG

25、吸收辐射

26、反射辐射

27、有效辐射

28、综合传热公式：

概念以及简答类型总结：

第一章

1、常见的热工设备分类：

1、原料煅烧设备:

竖窑、回转窑

2、制品烧成设备:

倒焰窑、梭式窑、连续式隧道窑

3、玻璃熔融设备:

池窑、坩埚窑

4、干燥设备:

室式干燥器、隧道式干燥器、转筒干燥器

2、理想气体的条件：

1、分子不占容积2、分子间无相互吸引力

3、粘度与温度的影响：

随着温度的升高、气体粘度上升、液体粘度下降

4、静力学基本方程的四个概念

1、上部压力较下部压力小2、同一高度的压力大小不同3、底部压强相同4、热气压力大于冷气压力

五、压头的转换过程特点以及概念

1、HK（动压头）-HL（压头损失）为单向不可逆传播

2、HS（静压头）-HK（动压头）；HS（静压头）与HG（几何压头）；HK（动压头）与HG（几何压头）为双向可逆传播

3、HS（静压头）【ρa-ρ】：

单位体积的气体所具有的相对压力能、数值上等于同一高度、同一容器内外的压强差

4、HK（动压头）【ρu2/2】:

单位体积气体的动能

5、HG（相对几何压头）【（ρa-ρ）gh】：

单位体积气体的相对位能

6、HL（压头损失）：

单位体积气体的能量损失

6、缩流系数的概念：

气体流动的最小截面积与小孔面积的比值称为缩流系数

7、音速的概念：

在压缩介质中微弱扰动的传播速度

8、滞止参数的概念：

介质处于静止或滞止时，速度等于0的参数

9、马赫数的概念：

M=U/a（速度与音速的比值）

1、M＞1超音速：

流速随断面面积的增加而增加，随截面面积的减少而减少，气体可压

2、M=1等音速：

此时的流速为音速、截面积为临界面积

3、M＜1亚音速：

流速随断面面积的增加而减少，随截面面积的减少而增加，气体不可压

10、拉伐尔管如何获得超音速气流？

收缩管和拉法尔管的β和βe的关系

1、拉伐尔管：

在临界截面处达到音速且β＜βe

2、收缩管：

β＞βe

第二章

11、传热的三种方式？

1、传导2、对流3、辐射

12、导热的概念：

物体各部分无相对位移或不同的物体直接接触，通过分子、原子、自由电子等微观粒子的热运动进行的能量传递

13、对流传热的概念：

由于流体在运动过程中质点发生相对位移而引起的热量转移

14、对流换热的概念：

流体与固体壁面之间彼此相接触时的热交换过程

15、对流传热与对流换热的区别：

对流换热不仅包括了流体与壁面之间的热交换，同时还包括了流体通过运动过程中质点发生相对位移引起的热量转移（对流换热的概念）

16、温度场的概念：

某一瞬间问题个点的温度分布总和

17、稳定温度场与不稳定温度场的概念：

稳定温度场：

温度场不随时间而改变t=f（x,y,z）

不稳定温度场：

温度场随时间而改变t=f（x,y,z,T）

18、温度梯度的概念

等温面之间的温度差与其法线方向距离之比（温度升高方向为正；温度降低方向为负）

19、导热的基本定律、对流的基本定律分别是？

傅立叶定律、牛顿冷却定律

20、导热系数的概念λ以及与温度变化之间的关系：

物体内温度下降1℃，单位时间内通过单位面积热流量

气体：

温度升高、导热系数增加

液体：

温度升高、导热系数下降（水、甘油除外）

固体：

温度升高、导热系数增加（镁砖、铬镁砖除外）

21、对流换热系数的概念α：

1m3的壁表面积，流体同壁面之间温度差为1℃，每秒钟所能传递的热量

二十二、边界层的概念：

边界层是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层

二十三、影响对流换热的因素

1、流态和流速：

（湍流的换热强度大于层流）（层流边界层和湍流边界层的换热强度较大）

2、流体的物理性质：

比热、密度粘度等均会对其造成影响

3、放热面的几何尺寸、形状以及位置

二十四、相似准数：

1、均时性准数

H0UTL（哈你out了）

2、傅立叶准数

（传热现象的不稳定程度）

FO（佛山）—ATL（亚特兰大）一场球赛

3、怒赛特准数

（换热强度与边界温度分布的关系）

NU-AL-人（阿拉伯人生气了）

4、贝克力准数

（对流换热与边界分子导热的关系）

PE（陪）-U你-LA（N）上网

5、Eu准数

（动压头与静压头的关系）

EU（欧洲）-P（aris）-pu（年轻人）

6、普朗特准数

（流体动量与热量传递能量的关系）

PR（公关）-YA（hoo）雅虎公关

7、雷诺准数

（惯性力与粘性力之间的关系）

8、费鲁德准数

（重力与惯性力之间的关系）

FR（费）-GLU（E）胶水

9、伽利略准数

（重力和粘滞力的关系）

10、格拉晓芙准数

（浮升力和粘滞力的关系）

二十五、受迫运动的对流换热准数方程式子：

Nu=f（Re,Pr）

二十六、自由运动的对流换热准数方程式子：

Nu=f（Gr,Pr）

二十七、定性温度：

决定准数中物性参数数值的温度称为定性温度

二十八、辐射的概念：

物体以电磁波的形式向外传递能量的过程

二十九、可见光、红外线、热射线的概念：

0.4-0.76μm的电磁波称为可见光

0.76-600μm的电磁波称为红外线

0.4-40μm的电磁波称为热射线（能被物体吸收并转化为热能的电磁波）

三十、热辐射的概念

由于热的形式而发生的辐射

三十一、辐射传热的概念

物体之间相互辐射和吸收热过程的总效果

三十二、物体的吸收率A、物体的反射率R、物体的透过率D的概念、以及气体、不透明固体三者关系

A：

表示被吸收的能量占总辐射所占的比例

R：

表示被反射的能量占总辐射所占的比例

D：

表示透过的能量占总辐射所占的比例

一般物质：

A+R+D=1,不透明固体：

A+R=1,气体：

A+D=1

三十三、黑体的概念：

投射在物体上的能量全部被吸收，这样的物体被称之为黑体

三十四、白体的概念：

投射在物体上的能量全部被反射，这样的物体被称之为白体

三十五、透明体的概念：

投射在物体上的能量全部透过该物体，这样的物体称之为透明体

三十六、灰体的概念：

某种物体的辐射光谱连续，且任何温度下所有波长的射线的辐射强度与黑体相比为一常数

三十七、辐射力的概念：

单位表面积，在单位时间内向空间半球辐射出去的波长λ（0-∞）的总能量

三十八、单色辐射力的概念：

单位表面积，在单位时间内向空间半球辐射出去的波长λ（λ-dλ）的总能量

三十九、黑度的概念：

在一定温度下，灰体的辐射能力与黑体的辐射能力的比值称为黑度

四十、普朗克定律揭示的现象：

随着温度的升高，辐射力增强，单色辐射力先增加，后减小，单色辐射力的最大值向波长较短的方向移动。

四十一、维恩定律揭示的现象：

最大单色辐射力对应的波长与相应温度之积为一常数

四十二、克希荷夫定律揭示的现象：

任何物体对黑体的辐射的吸收率等于该物体的黑度（善于吸收的物体善于辐射）

四十三：

兰贝特定律揭示的现象：

辐射力的大小与方向有关

四十四、角系数的概念：

物体辐射热量落到另外一个物体上的分数

四十五、角系数的性质：

相对性：

F1φ12=F2φ21

完整性：

φ11+φ12+φ13+....+φ1N、

自见性：

凸面φ11=0

兼顾性φ12=φ13

分解性F1φ12=F3φ32+F4φ42；F1φ12=F1φ15+F1φ16

四十六、气体辐射的特点

1、气体的辐射光谱不连续

2、多原子的气体具有较大的辐射和吸收辐射能的能力

四十七、火焰辐射的概念：

不仅有气体的辐射还存在固体颗粒的辐射，由于固体颗粒可以辐射可见光波，形成了明亮的火焰故称为火焰辐射

第四章

四十八、燃料的分类与组成

气体燃料（可燃气体CO\CH4\H2等、不可燃气体CO2\N2）：

天然气【CH4】

固体燃料【C、H（可燃氢、化合氢）、O、P、S（有机硫、可燃硫、硫酸盐硫）、W、A】：

泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤

液体燃料：

重油、汽油、柴油

人造燃料：

高炉煤气【】、焦炉煤气、发生炉煤气、汽油、煤油、煤粉

天然燃料：

天然气、石油、泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤

基本组成：

可燃气体、固定碳

四十九、燃料的基准：

应用基、干燥基、分析基、可燃基

五十、热值的概念：

单位质量的燃料完全燃烧，并且燃烧产物冷却到起始温度时所放出的热量

五十一、高位热值和低位热值的概念：

高位热值是指燃烧产物中的水蒸气冷却到0摄氏度的液态水时放出的热量

低位热值是指燃烧产物中的水蒸气冷却到25摄氏度的水蒸气时所放出的热量

五十二、燃料的概念：

燃烧时放出大量热，并且该热量能够用于工业等方面的物质

五十三、标准燃料的概念

热值为29300KJ的燃料

五十四、热当量的概念：

某一燃料的热值与标准燃料的热值的比值称为热当量

五十五：

恩式粘度的概念

物质从恩格勒粘度计流出200毫升所需的时间与20摄氏度水流出200毫升所需时间的比值

五十六、闪点的概念：

发生闪火时油的温度称为油的闪点

五十七、燃点的概念：

发生闪火后能继续燃烧的最低温度称为燃点

五十八、凝固点的概念：

重油开始凝固时的温度称为凝固点

五十九、重油分类：

根据恩式粘度可以分为20#、60#、100#、200#

六十、燃烧温度的种类：

实际燃烧温度、理论燃烧温度、量热计温度

六十一、影响燃烧温度的因素的种类：

1、燃料的热值：

适当提高燃料的热值有助于提高燃烧温度，但二者并非直线关系热值高于一定值后对燃烧的温度提升不大

2、对燃料和空气的预热

3、氧气的利用，提高氧气含量，能够改变火焰的性能

4、减少热损失

5、低过剩空气系数，过高的空气系数会增加燃烧产物，使燃烧温度下降。

六十二、着火温度的概念：

达到燃烧所需的最低温度

六十三、燃烧的概念：

燃料中的可燃物与空气中的氧气剧烈氧化并产生大量热量的过程

六十四、自然着火的概念

超过某一温度，不需要外界的作用而着火的过程

六十五、工艺点火的概念

热源在某处点火，燃烧火焰向其他方向传播，最后整个系统达到着火的过程称为工艺点火

六十六、火焰传播速度的概念：

指前焰面沿着法线方向的移动速度

六十七、前焰面的概念：

燃烧的部分与未燃烧的部分之间存在一个正在燃烧的薄层，将燃烧区域和未燃烧的区域分割开来，该薄面称为前沿面

六十七、影响火焰传播速度的因素：

热值（热值高，火焰传播速度快）

预热（提高预热温度，可以促进火焰传播速度）

可燃气体的浓度（在一定的范围内才能够传播）

六十八、脱火的概念：

气体流速过大、可燃气体被稀释，火焰不能传播的现象称为脱火

六十九、回火的概念：

气流流速过低，前沿面发展至烧嘴内部的过程称为回火

七十、延迟着火的概念：

加热至着火温度后，在感应期内生成链锁刺激物，此时并不放出大量热，不能立即使相邻的气体温度升高而燃烧，称之为延迟着火

七十一、着火的概念：

着火是燃烧的准备阶段，进行缓慢的氧化。

七十二、有焰燃烧的概念

燃料与空气不预先混合，喷出后依靠扩散进行燃烧

七十三、有焰烧嘴的种类

单管式煤气烧嘴、套管式烧嘴、涡流式烧嘴

七十四、无焰燃烧的概念：

燃料与空气预先均匀混合，然后送入燃烧室燃烧

七十五、无焰烧嘴的种类：

喷射式无焰烧嘴

七十六、短焰燃烧的概念：

空气与燃料事先混合一部分，至燃烧空间后再与空气混合并燃烧

七十七、重油的雾化的概念

流股通过重油烧嘴破碎成细小颗粒的过程称之为油的雾化

七十八、重油雾化、燃烧的过程：

雾化-混合-预热-蒸发-热解和裂化-燃烧

七十九、层状燃烧过程

（上）预热干燥带-还原带-氧化带-灰渣带（下）

八十、重油雾化的方式：

雾化剂雾化（用空气或高压蒸汽充当雾化剂，当雾化剂以较大的速度喷出时，对油的股流冲击、摩擦使其破碎成为细小颗粒）

机械雾化（将重油施加高压并旋转喷出，使股流雾化）

八十一、影响雾化质量的因素

1、油温2、雾化剂压力3、雾化剂流量4、油压

八十二、玻璃的熔制过程

1、硅酸盐形成阶段2、玻璃液形成阶段3、玻璃液澄清阶段4、玻璃液均化阶段5、玻璃液冷却阶段

八十三、玻璃池窑的分类方式

1、按能源分类：

火焰窑、电熔窑、火焰-电熔窑

2、按火焰方向分类：

横焰窑、纵焰窑、马蹄焰窑

3、余热回收设备分类：

换热室、蓄热室

4、按熔窑分割设备分类：

平板玻璃池窑、流液洞池窑

八十四、正面加料的优点：

配合料在熔化池的分布均匀、熔化面积得到充分利用

八十五、预熔池的作用：

提高熔化效率、提高玻璃质量、降低热耗、减少内部粉料飞扬的情况

八十六、前脸墙的作用：

阻挡火焰喷出，减少尘土飞扬、降低周围环境温度

八十七、耳池的作用：

加强横向对流、调节玻璃液流动

八十八、火焰空间分隔设备的种类：

部分分隔：

矮喧、吊矮喧、吊墙、花格墙

完全分隔：

八十九、玻璃液分隔设备的种类：

深层分隔：

窑坎（延长玻璃液的停留时间、提高玻璃液温度、加快澄清、改善玻璃液质量、减少脏料进入冷却部）

流液洞（阻止浮在表面的未融化好的玻璃液流入，改善玻璃质量、防止回流利于节能）

浮筒（阻止浮在表面的未融化好的玻璃液流入，改善玻璃质量，减轻高温气体的溢出）

浅层分隔：

卡脖（促进液体流动、减少回流）

窑坎（延长玻璃液停留时间、减少回流、加速冷却）

冷却水管（减少循环对流、阻挡未融化的浮渣、降低表面层玻璃液温度）

九十、搅拌器的作用

改善玻璃液的化学均匀性、降低玻璃液温度、防止回流降低能耗

九十一、水泥的有效成分:

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、游离氧化钙游离氧化镁、碱类与杂质

九十二、回转窑处理过程

干燥-预热-分解放热-烧成-冷却

九十三、悬浮预热器的功能：

充分利用炽热气流。

，使其进行预热以及部分碳酸盐的分解。

九十四、分解窑炉的作用：

承担预热分解系统中繁重的燃烧、换热和碳酸盐分解的任务

九十五、熟料冷却机的作用：

1、承担着对高温熟料骤冷的作用2、承担对二次、三次风加热的任务

九十六、悬浮预热器的种类：

多级旋风筒组合、立筒式、混合式