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热加工工艺及设备1.引言1.1 概述热加工工艺是一种通过加热材料，使其发生物理或化学变化，以达到特定的加工目的的工艺过程。
与冷加工相比，热加工更适用于高温、高压的加工需求，常见于金属加工、塑料加工、玻璃加工等领域。
热加工工艺因其广泛的应用领域，可以根据不同的目的和材料特性进行多种分类。
常见的热加工工艺包括热处理、热轧、热锻、热喷涂等。
这些热加工工艺通过控制温度、时间和加工方式，改变材料的结构和性能，达到提高材料硬度、延展性、韧性等目的。
而在热加工过程中，热加工设备则起到关键的作用。
热加工设备根据不同的加工需求和工艺流程，可以分为多种分类。
常见的热加工设备包括热处理设备、热轧设备、热压设备等。
这些设备通过提供适当的温度和压力条件，实现对材料的加工和形变，从而满足不同行业的加工需求。
综上所述，热加工工艺及设备在许多行业起到了重要的作用。
本文将深入探讨热加工工艺的定义、分类，以及各类热加工设备的概述和分类，旨在为读者全面了解和认识热加工领域提供参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法：1.2 文章结构本文主要介绍热加工工艺及其相关设备。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对热加工工艺进行了概述，简要介绍了热加工的定义和分类。
随后,给出了文章的结构。
正文部分主要分为热加工工艺和热加工设备两个小节。
热加工工艺小节详细介绍了热加工工艺的定义以及其分类。
通过对各类热加工工艺的解析，读者可以对不同的热加工工艺有更清晰的认识。
热加工设备小节则概述了热加工设备的基本情况，并对其进行了分类。
这一部分将使读者对热加工设备有一个初步的了解。
结论部分对本文进行总结。
首先总结了热加工工艺的特点和应用领域，再总结了热加工设备的特点和适用范围。
这一部分旨在回顾全文所介绍的内容，并提供进一步思考和研究的方向。
通过以上的文章结构，读者可以全面而系统地了解热加工工艺及其设备。
每个部分的详细内容将为读者提供相关知识，并使读者对热加工工艺及其设备具备更深入的理解。
工业炉工艺
工业炉是在工业生产中，利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料或工件加热的热工设备。
工业炉的工艺过程主要包括以下几个步骤：
1. 进料：将需要加热处理的物料或工件放入工业炉内。
2. 加热：通过燃料燃烧或电能转化，将热能传递给炉内的物料或工件，使其达到所需的温度。
3. 保温：保持炉内的温度在一定范围内，使物料或工件能够均匀受热，达到预期的加热效果。
4. 冷却：在加热完成后，根据需要对物料或工件进行冷却处理，以防止过热或变形。
5. 出料：将加热处理后的物料或工件从工业炉中取出。
在整个工艺过程中，需要控制炉内的温度、气氛和加热时间等参数，以确保加热效果和产品质量。
同时，还需要注意安全问题，如防止燃料泄漏、防止过热等。
《热工过程与设备》考试试题（A）注意事项：1、适用班级：2、本试卷共1页,满分100分。
3、考试时间120分钟。
4、考试方式：闭卷一、名词解释题（每小题2分，共10分）1、扰动气幕2、高铝砖3、真实分解率：4、红河：5、前脸墙：二、填空题（每题1分，共10分）1、热工设备就是为材料热制备过程服务的,因此无机非金属材料热制备热工过程的特点之一就是:热工设备必须在上满足所制备品热制备工艺过程的要求,于是就有了两种类型的热工设备,一种是 ,一种是连续式。
2、整个水泥熟料烧成系统的两个重要性能指标是：水泥的与。
3、新型干法水泥回转窑系统由 ,分解炉, ,熟料冷却机, 以及燃料燃烧系统4、回转窑内煤粉的燃烧属于，分解炉内的煤粉燃烧属于。
5、玻璃熔窑有和两大窑型。
6、玻璃池窑熔化部的、等处比玻璃池窑其他部位更易受到玻璃液的高温蚀损，往往因为这些部位的损坏，会大大缩短玻璃池窑的。
7、以物料的为前提，以燃料的为关键，以生料的为目的，以与为己任。
8、热应力包括应力和应力。
9、隧道窑内分为带，带和带10、辊道窑窑体四个关键部位是，，和。
三、判断题（对的打√，错的打Х，每题1分，共10分）1、回转窑窑头比窑尾的密封程度要求高，因此窑头大多采用迷宫式密封装置，窑尾采用接触式密封装置。
2、回转窑的中心线与篦冷机的中心线必须要有一定的偏移量。
3、玻璃池窑的分隔装置中的窑坎是辅助分隔装置，不能单独使用，需要和其他分隔装置配套使用。
4、窑外分解窑技术在水泥生产技术中占据统治地位。
5、因安全问题，三次风不能被预热，所以，在能完成任务的前提下，三次风比例越小越好。
6、玻璃池窑的热源供给系统主要指小炉口与燃料烧嘴。
7、玻璃退火窑的主要功能是完全消除玻璃制品中的永久应力8、隧道窑个辊道窑一样，将全窑分为预热带，烧成带，冷却带9、辊道窑的辊子一般采用空心结构，因为壁厚越薄，抗弯能力越强。
10、荷重软化点是评价耐火材料高温机械性能的重要指标。
名词解释1.缩流系数：气流最小截面和小孔截面之比值。
（P23）2.湿球温度:当前环境仅通过蒸发水分所能达到的最低温度。
（P154）3.露点：湿空气的湿含量不变而被冷却，一直冷却到湿空气达到饱和状态而即将凝结成水的温度称为露点。
（P154）4.辐射力：表明单位时间内单位面积上物体向半球空间辐射的所有波长的总能量。
（P93）5.燃料的热当量：燃料的热值与标准燃料热值之比。
（P191）6.马赫数：气流速度和当地音速的比值。
（P31）7.单色辐射力:单位时间内物体的单位表面积向半球空间发射的某一特定波长的辐射能量（P93）8.低位发热量：单位质量或者体积的燃料完全燃烧，燃烧产物中水汽冷凝为20°C的水蒸气时所放出的热量。
（P187）9.延迟着火现象：当气体燃料与空气的混合物加热至着火温度后，不能立即将邻近层气体温度升高而燃烧的现象。
（P216）10.稳定温度场：物体各点的温度不随时间的变化而变化的温度场。
（P59）11.干球温度：从暴露于空气中而又不受太阳直接照射的干球温度表上所读取的数值。
（P154）12.工艺点火：热源在某处点火，燃烧火焰向其他方向传播，然后整个系统达到着火的过程。
（P213）13.燃油的雾化：将油流股通过重油烧嘴破碎成细小颗粒的过程。
（P226）填空1.滞止状态发生在（速度为0的截面）。
2.窑内气体通过窑壁向周围散热过程为（综合传热）。
3.（黑体）是在相同温度下辐射能力最强的物体。
4.一般而言，金属比非金属导热系数值是（较高的）。
5.气体的组成，常用各成分所占（体积）百分数表示。
6.定向辐射强度与方向无关的规律称为（兰贝特定律）。
7.储油罐中油的加热温度应严格控制在（油品的自燃点）以下。
8.流体经过管内进行对流换热时，当（）时，要进行入口效应修正。
9.在（）流动的流体中声音不可能进行逆流传播。
10.燃料的燃烧操作计算中氮平衡的含义是（计算实际空气量）。
11.我国动力用煤按照煤中可燃烧基挥发分含量大小进行分类，其中烟煤的挥发分含量是（10-45%），无烟煤是（≤10%）。
课程在人才培养中的地位和作用热工过程及设备由热工理论和热工设备两部分组成。
热工理论包括气体力学、传热学、燃烧学等，气体力学是研究气体平衡和流动规律的科学、传热学是研究热量传递规律的科学，燃烧学是研究燃料燃烧过程基本规律及其应用技术的科学，这三大学科是无机非金属材料热工过程的理论基础。
热工设备包括按照热工理论所研究的规律进行工作的隧道窑、辊道窑、梭式窑等各种陶瓷工业窑炉，是陶瓷工业生产最重要的热工设备。
热工过程及设备是无机非金属材料工程专业的专业基础课，是构筑学生合理的专业知识结构、培养学生的工程综合素质的重要课程，在人才培养中起着重要的作用。
本课程将使学生获得较宽广的、巩固的热工基础理论知识和陶瓷工业窑炉知识，培养学生分析解决陶瓷工业生产中一般热工问题的能力，为学生探索提高热工设备热效率、有效地开展节能技术改造、适应学科交叉发展的要求提供必要的基础理论知识，也为学生今后从事热能的合理利用、产品质量的提高和环境保护等提供一定的基本知识。
课程教案目标课程的教案目标是使学生获得较宽广的热工基础理论知识和陶瓷窑炉知识，掌握气体力学的基本知识及其原理以及气体在窑炉系统中流动的规律，了解烟囱的工作原理及设计；熟悉各类传热规律机理及影响因素，掌握导热、对流换热和辐射换热的基本公式，可进行各种传热情况下的温度和传热量的计算，了解增强或减弱热量传递过程的方法；掌握燃烧基本概念和理论，熟悉各种燃料的燃烧计算方法，了解燃烧技术及燃烧装置的性能、结构和特点。
掌握隧道窑、辊道窑、梭式窑等陶瓷工业常用窑炉的工作原理、工作过程、结构特点和操作技术。
通过本课程教案，学生应具备分析工程中的气体流动、热量传递、燃料燃烧现象和过程的能力，相应的计算方法和技能；具备初步掌握燃料发热量、导热系数、传热系数测量的基本方法和窑炉热工测量技能，相应的实验数据处理、实验结果分析的能力。
通过本课程教案，学生能初步分析解决无机非金属材料热工过程的一些实际的技术问题，培养学生良好的热工过程的能效与节能意识，能运用热工理论知识改善窑炉工作过程、采取合理有效的节能措施。
目录实验一流体力学综合实验 (2)实验二燃料热值的测定（氧弹法） (7)实验三球体法导热系数的测定. (12)实验四套管换热器液-液换热实验 (16)附录1 铜－康铜热电偶分度表 ...... 错误！未定义书签。
附录2 精密数字温度温差仪使用方法 . (21)实验一流体力学综合实验流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。
图1 流体力学综合试验台结构示意图1.储水箱2.上、回水管3.电源插座4.恒压水箱5.墨盒6.实验管段组7.支架8.计量水箱9.回水管10.实验桌利用这种实验台可进行下列实验：一、雷诺实验；二、能量方程实验；一、雷诺实验1．实验目的（1）观察流体在管道中的流动状态；（2）测定几种状态下的雷诺数；（3）了解流态与雷诺数的关系。
2．实验装置在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。
3．实验前准备（1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。
开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。
（2）、用温度计测量水温。
4．实验方法 （1）、观察状态打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。
（2）测定几种状态下的雷诺系数全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。
按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。
实验数据处理举例：设某一工况下具体积流量Q=3.467×10-5m 3/s ，雷诺实验管内径d=0.014m ，实验水温T=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m 2/s 。
流 速 s m FQ V /255.0014.0410467.325=⨯⨯==-π 雷诺数 207510519.1/225.0014.0/Re 6=⨯⨯=⋅=-v d V线根据实验数据和计算结果，可绘制出雷诺数与流量的关系曲线（图2）。
不同温度下，对应的曲线斜率不同。
3）测定下临界雷诺数调整出水阀门，使雷诺实验管中的流动处于紊流状态，然后缓慢地逐渐关小出水阀门，观察管内颜色水流的变动情况。
当关小某一程度时，管内的颜料水开始成为一条线流，即为紊流转变为层流的下临界状态。
记录下此时的相应的数据，求出下临界雷诺数。
4）观察层流状态下的速度分布关闭出水阀门，用手挤压颜料水开关的胶管二到三下，使颜料水在一小段管内扩散到整的断面。
然后，在微微打开出水阀门，使管内呈层流流动状态，这是即可观察到水在层流流动时呈抛物状，演示出管内水流流速分布。
注：每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟。
关小阀门过程中，只许渐小，不许开打。
随着出水流量减小，应当调小上水阀门，以减少溢流流量引发的振动。
二、能量方程实验1、实验目的（1）、观察流体流经能量方程实验管时的能量转化情况，并对实验中出现的现象进行分析，从而加深对能量方程的理解。
（2）、掌握一种测量流体流速的原理。
2、实验装置流体力学综合实验台中，能量方程实验部分涉及的有上水箱、能量方程实验管、上水阀门、出水阀门、水泵、测压管板（图中未给出）和计量水箱等。
3、实验前准备工作开启水泵，全开水阀门使水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。
4、实验方法（1）、能量方程实验调节出水阀门至一定开度，测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度，并利用计量水箱和秒表测定流量。
改变阀门的开度，重复上面方法进行测试。
根据测试数据的计算结果，绘出某一流量下各种水头线（如图3），并运用能量方程进行分析，解释各测点各种能头的变化规律。
沿着流体流动方向增大的；Ⅰ与Ⅲ比较，两点管径相同，所以动能头基本相同，但Ⅲ点的压力能头比Ⅰ增大了，这是由于位置能转化而得来的；Ⅰ与Ⅱ比较，其位置能头相同，但Ⅱ点比Ⅰ点的压力能头大，这是图3 各种水头线由于管径变粗；速度减慢，动能头转化为压力能头；Ⅲ与Ⅳ比较，位置能头相同，但压力能头小了，可明显看出，是压力能头转化为速度能头了。
实验结果还清楚的说明了连续方程，对于不可压缩的流体稳定流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。
2）测速能量方程实验管上的四组测压管的任一组都相当与一个皮托管，可测得管内的流体速度。
由于本实验台将总测压管置与能量方程实验管的轴线，所以测得的动压水头代表了轴心处的最大速度。
皮托管求点速度的公式为：h=2gck2=∆h=gcu∆k式中u---毕托管测点处的点速度；c---毕托管的教正系数；∆h---毕托管全压水头与静水压水头差。
ϕ=2Hu∆g联立上两式可得H''ϕ=/h∆c∆式中u--- 测点处流速，有毕托管测定；''ϕ---测点流速系数；H∆---管嘴的作用水头；在进行能量方程实验的同时，就可以测定出各点的轴心速度和平均速度。
测试结果记入表二中，如果用皮托管求出所在截面的理论平均速度，可根据该截面中心处的最大流速。
雷诺数与平均流速的关系，参考有关流体力学求出。
表2-1实验二燃料热值的测定（氧弹法）一.实验目的单位燃料完全燃烧后所放出的热量称为热值，它是衡量燃料质量优劣的重要指标之一。
燃料热值可用氧弹量热计直接测定。
1．了解氧弹量热计的构造和使用，掌握固体燃料热值测定原理和方法。
2．测定量热计的热容量K值。
3．测定燃料的热值。
二.实验原理将已知量的燃料置于密封容器（氧弹）中，通入氧气，点火使之完全燃烧，燃料所放出的热量传给周围的水，根据水温升高度数计算出燃料热值。
测定时，除燃料外，点火丝燃烧，H2SO4和HNO3的生成和溶解也放出热量；量热计本身（包括氧弹.温度计.搅拌器和外壳等）也吸收热量；此外量热计还向周围散失部分热量，这些计算时都应考虑加以修正。
量热计系统在实验在条件下，温度升高1 ℃所需要的热量称为量热计的热容量。
测定之前，先使已知发热量的苯甲酸（量热计标准物质、热值为6329卡/克）在氧弹内燃烧，标定量热计的热容量K。
设标定时总热效应为Q，测得温度升高为Δt，测得热容量为K = Q/Δt量热计的热容量如果已由实验室测定，同学可不必再测。
测定时，再将已知量的被测燃料置于氧弹中燃烧，如测得温度高为Δt x，则燃烧总效应为：Q x = K×Δt x再经进一步修正计算出燃料的热值（具体计算方法见后面）。
三.实验装置量热计的构造(见图1),氧弹的构造(见图2)。
1．搅动棒； 2．外筒； 3．内筒； 4．垫脚； 5．氧弹； 6．传感器；7．点火按键； 8．电源开关； 9．搅拌开关； 10．点火输出负极；11．点火输出正极； 12．搅拌指示灯； 13．电源指示灯； 14．点火指示灯。
四.实验方法和步骤1．煤样准备为保证完全燃烧测定热值的煤样,应粉碎至粒度小于0.2毫米,每次测定称煤样1.0～1.2克精确至0.0002克。
2.点火丝点火丝有镍丝和铁丝,量出点火丝长度,计算点火丝重量(单位长度点火丝重量实验室已测好)。
3.量热计用水量热计外筒中需注满与室温相差不超过0.5℃的水（一般已注好）。
量热计内筒用蒸馏水,为减少散热误差,内筒水温应比外筒水温低0.7℃.内筒注入的水量,以保证水面没至氧弹进气阀的2/3高度为宜,约3000克,需精确至0.5克.4.装样料把氧弹的弹头放在弹头架上,将样品放入坩埚内,把坩埚放在燃烧架上.测量燃烧丝长度,然后将燃烧丝两端分别固定在弹头中的两根电极上,中部贴紧样品.(燃烧丝与坩埚壁不能相碰)在弹筒中注入10毫升的水,把弹头放入杯中（样品为苯甲酸，则不用注水）,用手拧紧。
5.充氧气使用高压氧气瓶充氧必须严格遵守操作规程.开始先充入少量氧气(约0.5MPa) ,然后开启出口,借以赶出弹中空气.再充入约1～2MPa的氧气.6.装置安装将氧弹小心放入量热计内筒，接好点火电线，盖上量热计盖, 插入测温传感器探头，调好精密数字温度温差仪，打开搅拌开关和电源开关，实验开始读数,7. 实验读数实验读数分为三期:初期,主期和末期,三个期互相衔接.初期:由读数开始至点火为初期,用以记录和观察周围环境与量热计在实验开始温度下热交换的关系,以求得散热校正值.初期内半分钟记录温度一次,直至得到11个读数为止.第11个读数作为燃烧前水的温度t h.主期:从第11个读数开始,在此阶段燃烧试样所放出的热量传给水和量热计,并使量热计设备的各部分温度达到平衡.读取初期的第11个读数之后,立即接通点火开关,点火指示灯亮,随之在1～2秒内熄灭表示点火完毕,继续观察温度计读数,在主期内仍半分钟读取一次读数,并逐一记录下来.点火后最初几次温度读数,因上升很快不易读准,可只读到0.01℃,但不少漏读,待温度上升减缓以后,而恢复读到0.001℃,一般在第一个半分钟内温度变化不大,然后就开始迅速上升,达到最高值后,就开始降温,开始下降的第一个温度读数为止为主期,第一个下降的温度读数作为水的最终温度t K。
温度在迅速升高后,也可能不再降低而继续上升,但上升愈来愈慢,这发生在室温较量热计温度为高的情况下.这种情况下,仍需每半分钟读一次温度读数,当这一温度变化每分钟不超过0.003℃时,即认为主期结束,主持最后一个温度读数为水的最终温度t K.末期:这一阶段的目的与初期相同,是为了观察实验终了温度下热交换的关系.主期的最后一个温度读数t K作为末期的第一个读数,此后仍每半分钟读取一次温度读数,至第11次读数,末期结束, 读数也结束.8．装置拆卸实验完毕,关闭搅拌开关和电源开关，拔出测温传感器探头，打开量热计盖, 取出氧弹并擦干。
小心打开氧弹排气阀(切不可先拧开氧弹盖),放出废气,响声停止后再拧开盖,检查弹内与弹盖,如有薄层烟渣或未燃尽的细粒,则实验失败,必须重做.将内筒的水倒掉，擦干量热计所有设备，将弹头置于弹头架上。
五．实验数据记录1）试样重量G2）点火丝燃烧的净重量b3）温度读数：初期、主期、末期；六．实验结果和分析1、计算量热计的热容量K值：K =（ Q b×G +ɡ×b）/（t K-t h+Δt）式中：Q b——苯甲酸（量热计标准物质）的热值为6329 KJ/Kg2、计算燃料燃烧的氧弹热值：Q x=[K（t K-t h+Δt）-ɡ×b]/G KJ/Kg式中：Q x——分析基试样的氧弹热值， KJ/KgΔt——热交换校正值，Δt =（V+V1）×(m+1)/2+V1×rV——初期每半分钟间隔内温度变化的平均值，即初期第1个读数减去第11个读数被10除。
