冶金炉热工基础

1-1 某炉气的30/3.1m kg =ρ，求大气压下，t=1000℃时的密度与重度；30/7.12m N r =若，求相同条件下的密度与重度。

解：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====+=+=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⨯===+=+=330330/2776.081.97236.2/7236.2)27310001/(7.12)1/(/7350.281.92788.0/2788.0)27310001/(3.1)1/(m kg g r m N t r r m N g r m kg t ρβρβρρ 注意：① 式中t 的单位是℃，不是K 。

②⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=)1/()1/(00t r r t ββρρ，不是⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=)1()1(00t r r t ββρρ ③单位是33//米或千克m kg ，不是33//米或千克kg m 。

1-2 500ml 汞的质量为6.80kg ，求其密度与重度。

解： 353336/10334.181.9106.12/106.131050080.6m N g r m kg v m ⨯=⨯⨯==⨯=⨯==-ρρ 注意：国际单位γρ 33//m N m kg 不是⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧3///m kgf N kg 升升1-3 空气绝对压力由Pa Pa 5510079.6100132.1⨯⨯压缩到，温度由20℃升高到79℃，其体积被压缩了多少。

解： 因为 222111T V P T V P =，所以2.02027379273100792.610032.155122112=++⨯⨯⨯=⨯=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=∆体积被压缩了0.8倍注意：表述⎭⎬⎫⎩⎨⎧倍压缩了倍压缩到原来的8.02.0 以1为基础1-4 拉萨气压为65.1kPa ，气温为20℃，重庆气压为99.2kPa ，温度为37℃，求两地空气的密度。

解: 因为 P v =RT 所以RTP =ρ 拉萨: 33/7741.0)20273(03.287101.65m kg =+⨯⨯=ρ 重庆: 33/1149.1)37273(03.287102.99m kg =+⨯⨯=ρ 注意：①式中R 的单位：Km K s m K kg m N K K /27.29)/(/03.287/31.8/082.022=⋅⋅⋅=⋅=⋅⋅摩尔焦耳摩尔升大气压②ρ不仅与温度有关，与压力也有关系。

流体流过另一物体表面时所发生的热交换称为对流换热。

耐火制品单位体积的重量（不包括气孔体积），称真比重。

液体燃料燃烧过程关键是雾化。

有焰燃烧的主要特点是煤气与空气的边混合边燃烧，无焰燃烧的主要特点是煤气与空气的先混合后燃烧。

从上到下静压头减小，位压头增大。

基本传热形式——传导，对流和辐射。

导热系数的大小取决于材料的性质和温度。

（气体的导热系数最小，固体的导热系数比较大）碳素钢的导热系数一般随其温度升高而降低。

辐射的基本定律，维恩定律 mK T 3max 109.2-⨯=∙λ耐火材料：凡具有抵抗高温以及在高温下所产生的物理化学作用的材料。

普通耐火材料：耐火度为1580—1770 o C ；高级耐火材料：1770—2000 o C ；特级耐火材料： 大于2000 o C 。

体积密度（容重）：包括全部气孔在内的每1立方米砖块体积的质量。

荷重软化温度：测出试样的开始变形温度和压缩4%及40%的温度作为试样的荷重软化温度。

热稳定性：耐火材料抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力称热稳定性或称耐急冷急热性1.根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和 强制对留给热。

2.雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与 粘性力之比。

3.若两物理现象相似，则其同名相似准数相等，此即相似第一定理。

4.在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。

5. 若A ＝1，即R ＋D ＝0或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体称为绝对黑体或黑体。

6.普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。

7.对任意两个表面而言F 1φ12＝F 2φ21，此关系称为角系数的互变性。

8.若在两平行表面间平行放置n 块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少为原来的1/n+1。

9.当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产生反射 、吸收和透过三种作用。

10.平壁厚度越薄，平壁材料的导热系数越大，则通过平壁的导热量越大。

《冶金热工基础》复习提纲Ⅰ、基本概念一、动量传输1、流体；连续介质模型；流体模型；动力粘度、运动粘度、恩式粘度；压缩性、膨胀性2、表面力、质量力；静压力特性；压强（相对压强、绝对压强、真空度）；等压面3、Lagrange 法、Euler法，迹线、流线4、稳定流、非稳定流，急变流、缓变流，均匀流、非均匀流5、运动要素：流速、流量，水力要素：过流断面、湿周、水力半径、当量直径6、动压、静压、位压；速度能头、位置能头、测压管能头、总能头；动能、动量修正系数7、层流、湍流；自然对流、强制对流8、沿程阻力、局部阻力；沿程损失、局部损失9、速度场；速度梯度；速度边界层二、热量传输1、温度场、温度梯度、温度边界层；热流量、热流密度2、导热、对流、辐射3、导热系数、对流换热系数、辐射换热系数、热量传输系数4、相似准数Fo、Bi、Re、Gr、Pr、Nu5、黑体、白体、透热体；灰体；吸收率、反射率、透过率、黑度6、单色辐射力、全辐射力、方位辐射力；角系数；有效辐射；表面网络热阻、空间网络热阻7、解析法、数值分析法、有限差分法、集总参数法、网络元法三、质量传输1、质量传输；扩散传质、对流传质、相间传质2、浓度、速度、传质通量；浓度场、浓度梯度、浓度边界层3、扩散系数、对流传质系数4、Ar、Sc、Sh准数四、燃料与燃烧1、燃料；标准燃料；发热量（高发热量、低发热量）2、燃料组成成分及其换算（应用、干燥、可燃、有机成分；湿、干成分）3、空气消耗系数；燃烧温度（绝热燃烧温度、量热燃烧温度、理论燃烧温度、实际燃烧温度）4、闪点、燃点、着火点；着火；有焰燃烧、无焰燃烧Ⅱ、基本理论与定律一、动量传输1、Newton粘性定律2、N-S方程3、连续方程、能量方程、动量方程、静力学基本方程二、热量传输1、F-K方程2、Fourier定律3、Newton冷却（加热）公式4、Planck定律、Wien定律、Stefen-Boltzman定律、Kirchhoff定律、Beer定律、余弦定律5、相似原理及其应用三、质量传输1、传质微分方程、Fick第一、二定律2、薄膜理论、双膜理论、渗透理论、更新理论四、燃料与燃烧1、空气需要量、燃烧产物的计算2、空气消耗系数的确定3、燃烧温度的计算Ⅲ、基本理论与定律在工程中的应用一、动量传输1、连通容器2、连续方程、能量方程、动量方程的应用、烟囱计算3、流体阻力损失计算二、热量传输1、平壁、圆筒壁导热计算2、相似原理在对流换热中的应用3、网络单元法在表面辐射换热中的应用4、通过炉墙的综合传热、火焰炉炉膛热交换、换热器5、不稳态温度场计算：解析法；有限差分法三、质量传输1、平壁、圆筒壁扩散计算2、相似原理在对流传质中的应用3、炭粒、油粒的燃烧过程4、相间传质（气—固、气—液、多孔材料）四、燃料与燃烧1、固体燃料燃烧、液体燃料燃烧、气体燃料燃烧2、水煤浆燃烧、重油掺水乳化燃烧、HTACⅣ、主要参考题型一、填空1、当体系中存在着（、、）时，则发生动量、热量和质量传输，既可由分子（原子、粒子）的微观运动引起，也可以由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起。

《冶金炉热工基础》期末复习题一、填空题1.根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和强制对留给热。

2.雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与粘性力之比。

3.若两物理现象相似，则其同名相似准数相等，此即相似第一定理。

4.在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。

5. 若A＝1，即R＋D＝0或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体称为绝对黑体或黑体。

6.普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。

7.对任意两个表面而言F1φ12＝F2φ21，此关系称为角系数的互变性。

8.若在两平行表面间平行放置n块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少为原来的1/n+1。

9.当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产生反射、吸收和透过三种作用。

10.平壁厚度越薄，平壁材料的导热系数越大，则通过平壁的导热量越大。

11.物体各处温度不随时间变化的传热状态称为稳定态导热。

12.物体内温度相同的所有点连成的面称为等温面。

13.两种或两种以上传热方式同时存在的传热过程，称为综合传热。

14.耐火材料按耐火度的不同可分为普通耐火材料、高级耐火材料和特级耐火材料三种。

15. 对流现象只能在气体或液体中出现，它是借温度不同的各部分流体发生扰动和混合而引起的热量转移。

16. 传热学的任务，就是研究不同条件下热压和热阻的具体内容和数值，从而能计算出传热量大小，并合理地控制和改善传热过程。

17. 物体的黑度或称辐射率表示该物体辐射能力接近绝对黑体辐射能力的程度。

18.单位时间的传热量可称为热流，温度差可称为热压。

19.耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫耐火度。

20.重油雾化的主要作用是将重油雾化成很细的油雾，增加与氧气的接触面积。

21.固体和液体燃料都是由五种元素、灰分、水分组成。

22.煤气的燃烧可分为扩散式燃烧和预混式燃烧两大类。

23.重油牌号的命名是按照该种重油在50℃的恩氏粘度来确定的。

24.粉煤的燃烧过程可分为混合、预热和燃烧三个阶段。