硅酸盐工业热工基础课程设计 (2)
硅酸盐工业热工基础课程设计
背景介绍
硅酸盐是一类广泛应用于建筑、陶瓷、电子、化工等领域的重要材料。而硅酸盐工业中的热工处理过程对于产品性能和质量的影响非常大，因此热工基础是硅酸盐工业必备的课程之一。
热力学、传热、反应动力学是硅酸盐工业热工处理中不可缺少的知识点。本课程设计的主要目的是通过设计真实的硅酸盐工业加工流程，帮助学生深入理解热工基础理论，并掌握相关的技术和操作。
课程设计内容
本课程设计需要完成以下内容：
1.热力学基础实验：设计并实施硅酸盐产品的热力学基础实验，包括热
容、热导率、热膨胀系数等参数测量，结果分析与讨论。
2.传热实验：设计并实施硅酸盐产品传热实验。通过材料的热传导、对
流热传输和辐射传热等角度对传热进行分析。
3.反应动力学实验：设计并实施硅酸盐反应的动力学实验，并对反应过
程进行分析和讨论。
4.硅酸盐工业热工流程设计：结合上述实验结果，在硅酸盐工业的实际
应用场景中，设计热工处理过程。
课程设计的特点
本课程的设计特点在于，将传统的理论教学与实践相结合。通过实验的方式，让学生深刻理解理论知识，同时掌握操作技能。
此外，本课程注重培养学生的实际应用能力。通过对硅酸盐工业的实际应用场
景进行分析和设计，让学生掌握实际应用中需要的知识和技能，并培养学生的创新能力。
可能遇到的困难和解决方法
1.材料的获取：硅酸盐材料较为昂贵，需要注意材料的获取和使用，尽
可能利用已有的实验室材料。如果条件允许，可以联合地方科技局进行合作，获取实验材料。
2.实验设备的限制：硅酸盐工业热处理设备较为特殊，需要注意实验设
备的限制。可以通过借用同行的实验设备，或者采用仿真设备进行实验。
3.数据分析和应用：硅酸盐工业的实际应用场景较为复杂，需要注意数
据的分析和应用。可以请专业的硅酸盐工业技术人员进行指导。
结语
硅酸盐工业热工基础课程设计是一门重要的应用课程。通过实验的方式，让学
生深刻理解理论，并培养实际应用能力。此外，需要注意材料和实验设备的获取和限制，并请专业技术人员进行指导。
硅酸盐工业热工基础作业答案2-1-32
硅酸盐工业热工基础作业答案 2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件 tw1=1300C tw2=300Cδ=450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度 Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 λav＝＋ x800＝1。48w/ Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=（1300－300）/= 4 2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由Q=t?/R或q=t?/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才行 单值条件δ1＝40mm δ2=250mm λ1= λ2=m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=++δ3/λ3 若仅有红砖（两层） Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/+δ3/λ3 Rt1=?+=δ/ 得δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件δ＝230mm R1= Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav=3-3- R2=R1+δ= 当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=1.08 0.85 因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处 理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件λ1＝50W/m。C λ2＝ W/m。C δ1＝5mm δ2＝95 mm
Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 Q=( Tw1-Tw2)X2π/(12131122d d Ln Ln d d λλ+)=2502222.2711851375501750.1185 X W Ln Ln π =+ 若仅考虑石棉的热阻，则 Q ’= (12)22502222.31131375220.1185 Tw Tw X X W d Ln Ln d ππ λ-== 可见Q ≈Q ’，因而在计算中可略去钢管的热阻。 2—5解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁 若忽略交界面处的接触热阻，每单位长度通过粘土砖的热量Q1与通过红砖热量Q2相同 单值条件 d1=2m d2= d3= Tw1=1100C Tw2=80C 先假设交界处温度为600C ，则粘土转与红砖的平均导热系数 1100600 10.000580.835 1.328/.260080 2X0.000510.470.6434/.2 21(1100600)2 1.328500114076/20.29641 av X W m C av W m C av X X Q W m d Ln d λλλ+= +=-===∏∏＋＝＋＝ 2av2(60080)20.6434520212802/30.16422 X X Q W m d Ln d λ-===∏∏ Q1与Q2相差太大，表明假设温度不正确。重新假设交界处温度620C 则: 1100620 10.8350.0058X 1.338W /.262080 20.470.0051X 0.6485/.2 m C W m C λλ+=＋＝＋＝＝＋
人教版(2019)高中化学 必修二 学案 5.3无机非金属材料
无机非金属材料 【学习目标】 1.通过阅读教材、分组实验，初步认识硅酸盐的组成、性质及基本用途。 2.通过阅读教材、观察图片、思考讨论，认识传统的硅酸盐产品和具有传统功能的含硅材料。 3.通过阅读填空、拓展探究，认识单质硅的存在、性质和用途，树立绿色化学是一种可持续发展的意识。 【学习重点】 硅和硅酸钠的重要性质。 【学习难点】 硅和硅酸钠的重要性质。 【学习过程】 旧知回顾：1.实验室盛放碱溶液的试剂瓶一般用橡皮塞的原理防止普通玻璃种含有的二氧化硅与碱液反应生成具有黏性的23Na SiO ，导致瓶塞无法打开。。 2.（1）硅酸：硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 不能 （填“能”或“不能”）使紫色石蕊溶液变红色。 ①硅酸不稳定，受热易分解：23 32H SiO SiO H O ? +。 ②硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化学方程式为： 33222H SiO 2NaOH Na SiO 2H O +=+。 ③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 3．硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶（或硅酸干凝胶），具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。 新知预习：阅读教材并填写下列空白： 1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。溶解性大多不溶于水，稳定性较好。常用的硅酸盐是23Na SiO ，其水溶液称为水玻璃，可用作制硅胶及木材防火
剂等。 2.硅酸盐的主要产品有陶瓷、水泥、玻璃。 3.硅的主要用途是半导体材料（硅芯片、光电池等）。 【同步学习】 情景引入：中国有着悠久历史的陶瓷，生活中的玻璃，以及盖房子用的水泥，它们的主要化学成分是什么？自然界中形形色色的各种矿石其组成成分又是什么？ 硅酸盐材料 活动一认识硅酸盐 1.阅读完善：阅读教材，进一步完善“新知预习1”。 2. 3.分组实验：阅读教材，并填写对应表格。 4.阅读了解：阅读教材，了解硅酸盐的丰富性和多样性。 5.讨论交流： （1） Na SiO为什么必须密封保存？ 23
热工基础
设炉膛内的炉气温度为1300度时，炉气在标准状态下的密度为1.3kg/m3，炉外的大气温度为20度，问当炉底表压力为0时，距炉底2米高处炉顶下面的表压力为多少？ 当炉气温度为1300℃时，炉气的密度为)/225.0273 1300113.13m kg （=+?=ρ 20℃的空气密度为)/(205.1273 2011293.1'3m kg =+?=ρ 将基准面取在炉顶，则炉底H0=2m ，炉顶H=0，代入式g H H p g ))((0ρρ-'-=，得 a g P P 23.1981.9)225.0025.1)(02(=--= 一硅酸盐工业窑炉的供风系统，已知：吸风管内径为300mm ，排风管内径为400mm ，吸风管处气体静压强为负10500Pa ，排风管气体静压强为150Pa ，设1-1和2-2截面的压头损失为50Pa 。使温度10℃，风量为9200m3/h 的空气通过整个系统，试确定需要外界输入多少机械能。（截面中心的垂直距离很小） 【解】列出1-1和2-2截面的伯努力方程 ∑+++=+++L a a h p g z H p g z 222221112 1)-(21)-(ρωρρρωρρε 由于1-1和2-2截面中心的垂直距离很小，可以认为两处几何压头相等 ∑++=L h p p H )-(2 1)-(212212ωωρε 不考虑压力对气体密度的影响 30/247.110 273273293.1t 273273m kg =+?=+=ρρ 吸风管内风速 s m d V F /17.363.014.3360092004360043600V 2 2111=???===πω s m d V F /35.204 .014.3360092004360043600V 22222=???===πω 输入机械能 Pa 91.117735017.36-35.20(247.12 1)10500(--15022=+??+=）εH 某炉子的烟道系统如图所示，已知烟气标态流量1800m/s ；烟气离炉温度为650℃，在烟道中每米降温平均3℃，烟气标态密度 1.3kg/m3 、周围标态空气密度 1.2kg/m3,A1=1×0.4m2,A2=0.4×0.5m2,A3=0.5m2,H=3.0m,L=20m,砖砌烟道粗糙度为10mm ，烟道闸门平均开启度取80%。计算烟道系统的总压损失。 【解】 整个烟道系统的压头损失包括直烟道的摩擦损失和三个90O 转弯及一个闸门的局部损失。首先计算局部阻力：
《硅酸盐工业热工基础》教学大纲
《硅酸盐工业热工基础》教学大纲 二、课程目的和任务 硅酸盐工业热工基础课程是一门理论性较强的专业学科基础课，通过热工基础的学习，要求学生掌握燃料与燃烧（其中包括固体燃料、气体燃料、液体燃料的燃烧计算及燃烧设备）、气体流动（主要是气体流动的基本原理及排烟系统的设计计算）和传热（其中包括三种基本的传热方式、换热器的设计计算等）及干燥等方面的基本概念、基本理论和计算，为分析窑炉设备的热工性能、为设计窑炉和研究新型窑炉打下理论基础。 三、本课程与其它课程的关系 本课程是在高等数学、物理、物理化学、工程研究基础等课程的基础上，综合运用先修课程的基础知识，分析和解决硅酸盐工业生产中各种操作问题的工程学科，是基础课程向专业课程、理论到工程过渡的桥梁课程之一，并与水泥工艺学、水泥厂工艺设计概论、陶瓷工艺学、陶瓷厂工艺设计概论等课程共同构成一个完整的硅酸盐过程的知识体系，为粉体工程、水泥工业热工设备等课程的学习奠定坚实的基础。 四、教学内容、重点、教学进度、学时分配 （一）绪论（1学时） 了解本课程的性质、任务和内容，了解无机非金属材料工程学科的发展。 （二）气体力学及其在窑炉中的应用（9学时） 1、主要内容 气体力学基础；窑炉系统内的气体流动；烟囱。 2、重点 窑炉系统内的气体流动规律和烟囱的设计计算。 3、教学要求 了解窑炉系统的气体流动特点；理解气体流动的基本规律、气体流动和窑炉的操作和设计的关系；掌握窑炉系统内的气体流动规律和烟囱的设计。 （三）燃料与燃烧（10学时） 1、主要内容 燃料的分类和组成；燃料的热工性质及选用原则；燃烧计算；燃烧过程的基本理论；燃料的燃烧过程及燃烧设备。 2、重点
河南省荥阳高中化学化学与材料的发展(第14课时)《传统硅酸盐材料》三案一课学案新人教版选修2
第14课时传统硅酸盐材料 学案 【学习目标】 1.了解硅酸盐工业及一些产品。 2.掌握制造水泥、玻璃的主要原料、主要成分及制玻璃的反应原理。 3.了解几种玻璃的性能及用途。 4.了解陶瓷的制作过程及用途。 【重点难点】 几种传统硅酸盐材料的制造过程或生产原理和主要成分 课前预习 【情景材料】人类建筑的变迁：阴冷潮湿的洞穴→破败不堪的茅草屋→简陋粗糙的石屋→水泥、钢筋建的砖瓦房。其中的陶瓷、水泥、普通玻璃是材料家族中一大类材料---无机非金属材料，由于陶瓷、水泥、普通玻璃的主要成分是硅酸盐，因此称此无机非金属材料为硅酸盐材料。我国早在8000年前便发明了制陶技术，是世界上最先烧造和使用陶器的国家之一。陶瓷的发明是人类科技发展史上一个重要里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为主要原料经过复杂的物理化学变化制造出的一种重要的人造材料。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。 【预习内容】 根据教材有关内容填写下列空白： 一、传统硅酸盐材料 1．传统硅酸盐工业 (1)概念：以为原料，经加热制成 产品的工业叫做硅酸盐工业。如制造、、等产品的工业。 (2)特点：强，高，熔点高，溶于水，绝缘，耐腐蚀等。2．陶瓷 (1)制造陶瓷的主要原料：。 (2)制造陶瓷的一般过程：、、、、 、成品陶瓷器。 (3)种类(根据原料、烧制温度划分)：、、 。 3．玻璃 (1)主要生产原料：、、。 (2)反应原理(用化学反应方程式表示)： ； 。 (3)主要工序：、、和。 (4)普通玻璃的成分：、和SiO2熔合在一起而形成的玻璃态物质。 ，即得钢化玻璃。钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大4～6倍，不易破碎，破碎时，不易伤人。 4．水泥(普通硅酸盐水泥)
《硅酸盐工业热工基础(重排本)》课后答案(第二章)
【解】查表知硅砖的导热系数λ= 0.92 + 0.7×10-3 t W/（m.o C ） 硅砖的平均温度 o 121300300 800C 22 av t t t ++= == 硅砖的平均导热系数 λ = 0.92 + 0.7×10-3 t av = 0.92 + 0.7×10-3 ×800 = 1.48 W/（m.o C ） 散热损失量 (1300300) 1.4810 32889W 0.45 t t F Q F λδδ λ??-?? = = = = 习题【2-2】 【解】设硅藻土砖的厚度和导热系数分别为δ1，λ1 红砖的厚度和导热系数分别为δ2，λ2 如果不用硅藻土，红砖的厚度为δ2 用红砖替代硅藻土后，要保持炉墙的散热量不变，即保持炉墙的热阻不变 替换前，炉墙热阻12 112R δδ= +，替换后，炉墙热阻322 R δ= 令R 1=R 2，得 3 12122 δδδλλλ+=，则 213210.390.04 0.250.37 m =370 mm 0.13 λδδδλ?=+ =+= 习题【2-3】 【解】该拱形窑顶的导热可以视为1/4单层圆筒壁的导热 查表知耐火粘土砖的导热系数λ= 0.835+ 0.58×10-3 t W/（m.o C ） 耐火粘土砖的平均温度 o 12700100 400C 22 av t t t ++= == 硅砖的平均导热系数 λ = 0.835 + 0.58×10-3 t av = 0.835 + 0.58×10-3 ×400 = 1.067 W/（m.o C ） 根据单层圆筒壁的传热量公式可得每米窑长拱顶散失热量 21 11700100 4197W/m 10.850.23144ln ln 2 1.06710.852t Q d l d ππλ?-= == +??
管式电阻炉说明书(热工)
管式电阻炉的设计
热工课程设计任务书 1.电阻炉形式：管式电阻炉 2.炉膛尺寸：Φ80mm×280mm 3.使用温度：1000℃ 4.炉体表面温度：80℃ 5.电源电压：单相，220V。 摘要 本热工课程设计说明书是根据XXXX热工课程的要求设计而成的，着重于阐述箱式电阻炉的具体设计过程，设计包括：炉膛设计、容积的设计、炉体材料的选择及炉体机构设计、功率的计算、电热体布置及供电电路设计、电热体尺寸计算、测温热电偶选择等。着重于阐述电阻炉结构的确定、发热体材料的选择、供电电路的设计等一系列设计电阻炉需要解决的实际问题。 本设计是综和运用《材料工程基础》与《热工设备》这两门课程所学的传热学、耐火材料、保温材料、电热体材料、窑炉结构等方面的知识进行电阻炉的设计。通过本设计使学生进一步的理解和掌握课程所学的知识，同时对学生的查阅资料、参数的选择及确定、设计计算、制图等方面的设计技能的训练。 本设计说明书可为实验室实用箱式电阻炉提供参考，也可为实验室箱式电阻炉的维护提供依据。
任务设计书 (2) 摘要 (3) 引言 (5) 第一章电阻炉的特点及其分类 (6) 第二章炉膛容积和尺寸的确定 (6) 第三章炉体材料选择和炉体结构设计 (8) 第四章功率的计算 (9) 第五章电热体材料的选择 (9) 第六章电热体尺寸计算 (10) 第七章供电电路、功率分布、功率调节 (11) 第八章测温热点偶的选择 (11) 总结 (12) 参考文献 (13)
电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层干燥等。电阻炉与火焰炉相比，它具有结构简单，占地面积少，加热空间紧凑，空间热强度高，热效率高，温度便于实现精确控制等特点。 本次课程设计的目的就是将热工课程的理论知识应用到电阻炉设计的实验中去，理论与实践相结合，从而了解电阻炉的各部分元件的性能要求、构造及设计方法。 通过本次设计增强了理论与实践相结合的能力，加强了动手动脑能力和逻辑思维能力，为今后的实验工作奠定了基础，积累了丰富的经验。 陶瓷工业在社会主义建设、国防科学和人民生活中都占有重要的地位，它不仅与人类的日常生活文化有密切的关系，而且随着科学技术的发展，运用于电子、原子能等尖端材料中。
硅酸盐工业热工基础课程设计 (2)
硅酸盐工业热工基础课程设计 背景介绍 硅酸盐是一类广泛应用于建筑、陶瓷、电子、化工等领域的重要材料。而硅酸盐工业中的热工处理过程对于产品性能和质量的影响非常大，因此热工基础是硅酸盐工业必备的课程之一。 热力学、传热、反应动力学是硅酸盐工业热工处理中不可缺少的知识点。本课程设计的主要目的是通过设计真实的硅酸盐工业加工流程，帮助学生深入理解热工基础理论，并掌握相关的技术和操作。 课程设计内容 本课程设计需要完成以下内容： 1.热力学基础实验：设计并实施硅酸盐产品的热力学基础实验，包括热 容、热导率、热膨胀系数等参数测量，结果分析与讨论。 2.传热实验：设计并实施硅酸盐产品传热实验。通过材料的热传导、对 流热传输和辐射传热等角度对传热进行分析。 3.反应动力学实验：设计并实施硅酸盐反应的动力学实验，并对反应过 程进行分析和讨论。 4.硅酸盐工业热工流程设计：结合上述实验结果，在硅酸盐工业的实际 应用场景中，设计热工处理过程。 课程设计的特点 本课程的设计特点在于，将传统的理论教学与实践相结合。通过实验的方式，让学生深刻理解理论知识，同时掌握操作技能。
此外，本课程注重培养学生的实际应用能力。通过对硅酸盐工业的实际应用场 景进行分析和设计，让学生掌握实际应用中需要的知识和技能，并培养学生的创新能力。 可能遇到的困难和解决方法 1.材料的获取：硅酸盐材料较为昂贵，需要注意材料的获取和使用，尽 可能利用已有的实验室材料。如果条件允许，可以联合地方科技局进行合作，获取实验材料。 2.实验设备的限制：硅酸盐工业热处理设备较为特殊，需要注意实验设 备的限制。可以通过借用同行的实验设备，或者采用仿真设备进行实验。 3.数据分析和应用：硅酸盐工业的实际应用场景较为复杂，需要注意数 据的分析和应用。可以请专业的硅酸盐工业技术人员进行指导。 结语 硅酸盐工业热工基础课程设计是一门重要的应用课程。通过实验的方式，让学 生深刻理解理论，并培养实际应用能力。此外，需要注意材料和实验设备的获取和限制，并请专业技术人员进行指导。
沈阳理工大学-大创版-热工过程及设备课程教学大纲-张路宁
《热工过程及设备》课程教学大纲 课程代码：005063019 课程英文名称：Inorganic material thermal engineering foundation 课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0 适用专业：无机非金属材料工程专业 大纲编写（修订）时间：2012.7 一、大纲使用说明 本大纲根据无机非金属材料工程专业2012教学计划制订。 （一）课程的地位及教学目标 热工过程及设备课程是无机非金属材料工程专业学生的必修专业课，是在学生们学习了高等数学、机械设计基础、无机材料科学基础、陶瓷导论等相关课程后开设的一门涉及窑炉热工过程及设备的基础理论、基本原理和基本构造方面知识，并具有较强实践性的专业主干课程。 本课程的教学目标是：使学生获得硅酸盐工业窑炉热工过程的基本理论，了解掌握热工设备构造及设计的基本原理，培养学生分析解决窑炉内热工问题的能力，为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.知识方面的基本要求： 掌握气体动力学基本方程式，能过熟练运用伯努利方程计算窑炉系统内气体流动问题。掌握烟囱的热工计算方法，了解喷射器工作的基本原理； 掌握导热、对流换热、辐射换热的基本概念及定律，熟练掌握稳定态下炉墙散热的计算方法。了解掌握自然对流、强制对流的计算方法，了解窑炉火焰空间内的传热过程、基本规律及计算方法； 掌握分子扩散的基本概念，熟悉斐克定律推导过程，掌握单向扩散、摩尔逆向扩散的规律及计算方法； 掌握工业窑炉常用燃料的种类、化学组成、成分换算方法及热工性能，掌握燃料燃烧的计算方法，了解燃烧过程的基本理论，掌握气体、液体燃料的燃烧过程，了解气体、液体燃料燃烧设备的结构及工作原理； 掌握发生炉煤气的种类、性质、用途，了解发生炉内的气化过程，掌握各项气化指标，了解煤品质对气化过程的影响，了解主要的气化设备； 掌握湿空气的性质，能够熟练运用湿空气的I-x图求解实际问题。了解掌握干躁过程中的物料平衡和热量平衡的意义及计算方法，了解干燥方法及主要干燥设备。 2.能力及技能方面的基本要求： 具备常规陶瓷烧结窑选型及供热负荷（功率）确定的能力。具有常规窑炉设计计算能力，具备正确选用煤气发生炉及干燥设备的能力。 （三）实施说明 本教学大纲依据专业指导性教学计划制定并指导各教学环节。 1.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路进行讲解。采用启发式教学方法。培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
热工基础课程标准 Microsoft Word 文档
《硅酸盐工业热工技术》课程标准 适用专业：材料工程技术(水泥工艺) 课程代码：46113013 学制：三年学时：80 学分： 5 开设时间：第2学期 一、课程定位 “硅酸盐工业热工基础”课程是材料工程技术专业（水泥工艺方向）必修的专业基础课程，它是研究硅酸盐生产热加工过程中的热工基础理论及应用，是后续专业核心课程学习的理论基础。该课程主要内容包括：液体力学基础液体力学在硅酸盐工业的应用、燃料及燃烧技术、传热学等。通过课程的学习，使学生具有系统的热工基础理论知识，基本的运算能力，初步的设备选型能力。并能应用理论知识分析水泥生产中的气体流动，燃料燃烧和传热现象，具有一定的分析问题和解决问题的能力。 二、课程教学目标 1．知识目标 （1）掌握流体力学的基础知识； （2）掌握流体输送设备的构造、性能及选型； （3）掌握燃料燃烧的基础知识及燃烧设备的构造、性能及选型； （4）掌握传热过程的基础知识。 2．技能目标 （1）具有系统的热工基础理论知识独立完成热工实验的能力； （2）具备基本运算能力； （3）具备初步的设备的选型能力；
（4）具备初步的解决硅酸盐窑炉中的热工问题的能力。3．素质目标 （1）具有独立学习和分析问题的能力； （2）具有严谨的科学态度和创新思维； （3）具备良好的职业素质和坚韧、诚信的品德。三、课程教学内容与建议学时
四、学习资源的选用 1．教学参考书 （1）《热工基础》武汉理工大学出版社左明杨主编 （2）《硅酸工业热工基础实验》武汉理工大学出版社 （3）《硅酸盐工业热工基础》化学工业出版社 （4）高职高专规划教材或教育部材料类专业教学指导委员会推荐教材 2．其它教学资源 （1）《硅酸工业热工基础》四川省精品课程https://www.360docs.net/doc/9219180252.html,/ 五、教学条件要求 1.教师要求 （1）专任教师应具备材料工程技术专业或相关专业学士及以上学位，接受过职业教育方法论的培训，具有较强的指导和解决学生在学习中所出现问题的经验和能力，正确、及时处理学生学习过程中的问题。 （2）具备一定的教学方法能力与教学设计能力。 （3）具备一定的实验操作技能。 2.学习场地、设施要求 （1）多媒体教室:应配置电脑、投影仪，能满足教师教学和45名以上学生的学习。 （2）热工测试室:配有热工基础实验设施与材料。可容纳一个班45个以上学生进行实验。 六、课程考核 课程考核采用过程考核、实验考核、笔试考核三个方面结合评定学生成绩。 1．过程考核：学生出勤，作业完成情况，课堂学习情况的考核。
第二节硅酸盐工业简介
第二节硅酸盐工业简介
第二节硅酸盐工业简介 【基础知识精讲】 1.硅酸盐工业 以含硅物质为主要原料，经过加热制成各种硅酸盐产品的工业。如制水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。 2.水泥 水泥是主要的建筑材料。因为水泥具有水硬性，所以也是水下工程的必备材料，水泥生产主要有三个阶段：①配制生料②高温煅烧得熟料③加石膏研成细末得产品。加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度。原料主要采用石灰石和粘土。
3.玻璃 玻璃属于玻璃态物质。不同种类的玻璃具有不同的用途。普通玻璃（如门窗玻璃）、光学玻璃（如光学仪器）、石英玻璃（如化学仪器）、钢化玻璃（如运动器材）、玻璃纤维（如太空飞行员衣服） 等制造玻璃的主要原料为纯碱、石灰石和石英 4.陶瓷 陶瓷生产的主要原料是粘土。其生产过程需要经过混合一一成型一一干燥一一烧结一一冷却等。陶瓷具有耐腐蚀、耐高温、绝缘易成型等特性。 5.水泥和玻璃的比较:
【重点难点解析】 改写化学式发掘解题信息 在解化学题时，涉及到有关复杂化学式的化学方程
式的书写或化学计算，因忽视题目的化学式的隐含信息，导致解题时出错或无法突破解题难点而放弃作答。 涉及复杂化学式的有关题目，一般可考虑用下述解题思路： 复杂化学式改写〉组合为熟悉化学式联靠已知知识〉解题回啓答案。 例1由实验测得，把同物质的量浓度的NaOH溶液滴入CuSO溶液中，两者体积比为 1.5 : 1时(残存在溶液中的Cu极少，可认为全部转入沉淀中)，所生成的沉淀的化学式是 () A.Cu(0H)2 B.Cu(0H)2 ?CuSO C.2Cu(OH ?CuSO D.3Cu(OH? ?CuSO 解析将提供的选项改写为能反映出n(OH) ： n(Cu2+)之比的化学式。以D为例， - 2+ 3Cu(OH> ? CuSO C U(OH)6SO = n(OH) : n(Cu ) =6 : 4= 1.5 ：1,与题意吻合，故答案为Do
大学无机材料热工基础-热工基础
20XX年复习资料 大 学 复 习 资 料 专业： 班级： 科目老师： 日期：
无机热工 一、名词解释 1. 窑内气氛 在工业窑炉内，煅烧物料或制品时，不仅有物理过程，还有化学反应。在窑内，除了原料之间的反应外，物料与周围介质之间也有反应。如果介质为气体，该气体所具有的性质。 2. 对流传热 流体各部分之间发生相对移动时所引起的热量传递过程。 3. 辐射干燥 利用辐射元件表面所产生的热能，以辐射方式向物料传热，使其水分蒸发而干燥。 4. 导热 热量从物体中温度较高的部分传递到温度低的过程。 5. 短焰燃烧 煤气和一部分空气在烧嘴中预先混合，至燃烧空间后进一步与空气混合并燃烧。 6. 陶瓷烧结 高温条件下，胚体表面积减少，空隙率降低、机械性能提高的致密化过程。 7. 自然干燥 将湿物料堆放在棚屋或室外晒场上，借风吹日晒的自然条件使其干燥。8. 空气消耗系数
实际供给的助燃空气量（Va）与理论空气量的比值。 9. 相对湿度 在同温度、同总压下，湿空气的绝对湿度与饱和湿度之比。 20XXXX. 旋风效应 旋流型分解炉及预热器内气流作旋回运动，使物料滞后于气流的效应。20XXXX. 局部损失 流体运动方向与流速突然变化，引起流体与管道壁的直接撞击增加及流体内部涡流的加剧，伴随产生的机械耗损。 20XXXX. 黑体 投射到物体上的辐射能全被物体吸收的物体 二、填空题 1. 超临界流体干燥中常用的是二氧化碳流体。它兼具液体和气体的性 质，具有扩散性能好和溶解性强两大优点。 2. 空气的湿度主要表示方法有绝对湿度，相对湿度，湿含量。 3. 无机材料工业的燃料种类有固体燃料，液体燃料，气体燃料。 4. 湿物料中含水率的表示方法有绝对水分，相对水分。 5. 火焰池窑结构包括玻璃熔制，热源供给，余热回收，排烟四大部分。
热工设备课程设计教学大纲
热工设备课程设计教学大纲 热工设备课程设计教学大纲 无机非金属材料工程专业实践教学大纲 课程名称：热工设备课程设计 CourseDesigntoThermotechnicalEquipments 一、本课程设计所占学时、学分 学时：2周；学分：2学分。 二、本课程设计的配套教材、讲义或指导书 张欣等编著，《热工设备课程设计指导书》（讲义），202*年。姜金宁主编，《硅酸盐工业热工过程与设备》，冶金工业出版社，202*年。蔡悦民主编，《硅酸盐工业热工技术》，武汉理工大学出版社，1997年。姜洪舟主编，《无机非金属材料热工设备》，武汉理工大学出版社，202*年。张美杰主编，《材料热工基础》，冶金工业出版社，202*年。隋良志主编，《硅酸盐工业热工基础》，化学工业出版社，202*年。陈礼主编，《热工基础》，高等教育出版社，202*年。三、本课程设计的任务、性质与目的《热工设备课程设计》是在修完了《热工工程与设备》、《画法几何与工程制图》、《无机非金属材料工艺学》等专业及专业基础课的基础上开设的一门实践教学课程，是培养无机非金属材料工程专业专门人才的一门必修的专业方向课。 本课程设计的任务是通过工程设计，使学生进一步理解和掌握热工工程与设备的基本概念、基础知识、基本原理和方法，掌握正确的课程设计思路、步骤和方法，了解和掌握设计方案的选择与论证方法，了解和掌握工程
设计手册与设计标准的使用方法和文献资料查阅与归纳整理方法，了解和掌握工程计算与工程绘图的技能和方法，掌握课程设计说明书的编写方法。 本课程设计的目的是使学生进一步巩固、深化和应用热工工程与设备知识，培养实事求是的科学态度、严肃认真的工作作风，培养和提高学生的基本技能、专业业务素质、工程设计能力以及运用基本理论和方法分析和解决实际问题的能力，为无机材料综合设计与研究、毕业设计（论文）奠定基础。四、本课程设计的基本理论 本课程设计的基本理论是《热工工程与设备》、《画法几何与工程制图》、《无机非金属材料工艺学》等课程的基础知识、基本原理和方法。五、本课程设计的基本要求 本课程设计的基本要求包括任务要求、设计说明书的编写要求、设计图纸的绘制要求。（一）本课程设计的任务要求 课程设计要求学生运用理论知识、专业知识和实践技能来解决热工设备工程设计的实际问题，为确保课程设计质量，具体要求如下： 1、掌握正确的课程设计思路、步骤和方法； 2、初步掌握工程设计手册与设计标准的使用方法和文献资料查阅与归纳整理方法； 3、初步掌握设计方案的选择与论证方法 3、初步掌握工艺计算、设备计算与选型方法； 4、掌握工程制图的技能与方法； 5、掌握课程设计说明书的编写方法。（二）设计说明书的编写要求
《硅酸盐工业热工基础》课后习题参考答案.docx
《硅酸盐工业热工基础》课后习题参考答案 [1-5] P64 解：因为孔径比较大，所以应该使用气体通过炉门的流出和吸入公式。 T 273 p a =几。』=1.293X 「’ = 1.205(畑Im 3) 八 Kfl '° T a 273 + 20 6 T 273 p = p 0^- = 1.32x------------------ = 0.283伙g/m 3) ° T 273 + 1000 由 P14 (1-46)式 2gZ°(几-Q ) 见P14 JLI 可取0・52~0・62。此处取“ =0.62 2 x 9.81 x 0.5(1.205 一 0.283) ““ x 3600 =396(m 3 //i) = 0.1 \(m 5 /s) 山于不考虑阻力损失，^=0 P12 n — e (p — 0.64 X1 = 0.64 ill P11 (1-41) 0.283 沁斗.62冲 2 x 9.81 x (-0.5) x (0.28 3 一 1-205) ““ ----------------------------------------- x 360() Pa =192(m 3/h) = 0.053(m 3 /s) [1-6] P64 解：若空气从孔口流入大气, 由 P=pRT (1-2) Pl P 1.8xl05 1.205 RT 287.1 x (15 + 273) = 2A11(kg/m )
山P12 (1-42)
V =严浮尹=0.64 X 彳 X T 严(1.8 甞;;lx 10，) =0.085(m 3/s) = 306.6(加彳 /〃) th = vp = 306.6 x 2.177 = 667(kg/h) 若空气通过渐缩喷嘴喷入大气屮。 p s =2.177(kg/s) 山上可知，0 = 1 A = E (p = 0.64 山 P18 (1-57) 山 P18 ( 1-58) = 756.2伙g/血) P18 (1-60) m f = = 0・64x756・2 = 4S4(kg/h) [1-8] P64 W （1）管嘴为收缩管 p 1 05x10s 已知亠二 --------- 匸=0.148<0.528 ,表明喷嘴出口截而已达到临界状态。 P s 7.09xl05 压缩空气的滞止密度为： P s _ 7.09 x10s 甌 一 287 x (20 + 273) 喷嘴出口处气体的临界参数山表1・4中的简化公式可得：P21 速度：叭『=1.08何7 = 1.087287x293 = 313（加 /$） 实际流出速度：w r cr = (pw cr - 0.9 x 313 = 282(m/s) 2x1.4 1.8 x IO' -------- X ----------- 1.4-1 2.177 lxlO 5 1^1.8 x 10s J =彳 X (0.025)2 X 沖.8x10577 lxlO 5 1.8xl05 2 L4 lxlO 5 ^1.8X 105J Ps = S.43(kg/m 5)
高三化学第二节硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料教案(精选3篇)
高三化学第二节硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料教案 （精选3篇） 教案1：高三化学-硅酸盐工业简介 课时安排：1课时 教学目标：了解硅酸盐工业的基本概念和应用，掌握硅酸盐工业的生产原理和过程。 教学重点： 1. 硅酸盐工业的基本概念和应用； 2. 硅酸盐工业的生产原理和过程。 教学难点： 1. 硅酸盐工业的生产原理； 2. 硅酸盐工业的应用。 教学准备： 1. 硅酸盐工业相关的图片、视频； 2. 桌面演示实验装置。 教学过程： Step 1：导入（5分钟） 介绍硅酸盐工业的基本概念和应用，并与学生进行简单的讨论，引发学生的兴趣。 Step 2：讲解（30分钟）
通过图片、视频等多媒体资料，介绍硅酸盐工业的生产原理和过程，如硅酸盐的矿石提取、加工生产等。 Step 3：实验演示（15分钟） 使用桌面演示实验装置，展示硅酸盐工业的一些基本操作和实验现象，提高学生对硅酸盐工业的理解和认识。 Step 4：总结（10分钟） 梳理硅酸盐工业的关键概念，总结本节课的内容，并与学生进行讨论，解答学生的问题。 教学延伸： 1. 可以引导学生参观当地的硅酸盐工业企业，了解现实应用； 2. 可以组织学生进行小组讨论，探讨硅酸盐工业在现代社会中的应用前景。 教案2：高三化学-新型无机非金属材料简介 课时安排：2课时 教学目标：了解新型无机非金属材料的分类、性质和应用，掌握新型无机非金属材料的相关知识。 教学重点： 1. 新型无机非金属材料的分类、性质； 2. 新型无机非金属材料在不同领域的应用。 教学难点：
1. 新型无机非金属材料的性质； 2. 新型无机非金属材料的应用。 教学准备： 1. 新型无机非金属材料的相关图片、视频； 2. 实验装置和材料。 教学过程： Step 1：导入（5分钟） 引发学生对新型无机非金属材料的兴趣，通过引入一个实际应用案例，让学生了解到新型无机非金属材料的重要性和应用领域。 Step 2：讲解（30分钟） 通过图片、视频等多媒体资料，介绍新型无机非金属材料的分类、性质和应用，如陶瓷材料、玻璃材料、硅酸盐纤维等。 Step 3：实验演示（30分钟） 利用实验装置和材料，展示新型无机非金属材料的一些基本性质和实验现象，如烧杯、碳化硅材料等。 Step 4：应用拓展（15分钟） 引导学生思考新型无机非金属材料在其他领域的应用，并与学生进行讨论，鼓励学生展开拓展性思维。 Step 5：总结（10分钟） 梳理新型无机非金属材料的关键概念，总结本节课的内容，并
热工基础与应用第三版课程设计
热工基础与应用第三版课程设计 1. 简介 本文介绍了热工基础与应用第三版的课程设计，主要内容包括设计目标、设计 任务、设计方法、设计过程以及设计成果评价等方面。 2. 设计目标 热工基础与应用第三版的课程设计的主要目标是通过实践性的教学活动，提高 学生的实际动手能力和综合运用能力，使学生能够将课堂所学到的理论知识应用于实际问题中解决现实问题。 3. 设计任务 热工基础与应用第三版的课程设计的设计任务是： 1.设计一个低温蒸馏装置，并对其进行性能测试。 2.根据实验结果，撰写实验报告。 4. 设计方法 设计方法包括以下几个方面： 1.方案设计：根据课程要求和实际情况，确定低温蒸馏装置的组成、参 数和设计方案。 2.材料选型：根据实测条件和经济性，选用适当的材料进行装置的构建。 3.装置构建：按照设计方案，进行装置的构建和组装。 4.性能测试：对装置进行性能测试，记录实验数据。
5.实验报告撰写：根据实验数据，撰写实验报告。 5. 设计过程 5.1 方案设计 设计的低温蒸馏装置需要具备以下基本性能： 1.高效的分离：能够高效、快速地分离出目标产品。 2.稳定的温度：能够稳定地控制装置的温度。 3.安全性：能够保证实验的安全性。 综合考虑以上因素，我们选用了以下设计方案： 1.使用三口烧瓶作为基本构件，将其组装成一个蒸馏装置。 2.装置中使用的材料选用玻璃和不锈钢。 5.2 材料选型 材料的选型需同时考虑实测条件和经济性。在这个实验中，我们选用了以下材料： 1.玻璃烧瓶：具有高耐腐蚀性和透光性的特点，在该实验中作为蒸馏装 置的主要构件。 2.不锈钢管和夹子：作为连接玻璃烧瓶的材料。 5.3 装置构建 在完成材料选型后，我们按照设计方案，进行装置的构建和组装。 5.4 性能测试 完成装置构建和组装后，对装置进行性能测试，记录实验数据。
硅酸盐工业窑炉(共6页)
硅酸盐工业(gōngyè)窑炉 1.陶瓷(táocí)的烧成过程 第一阶段，室温(shì wēn)200℃左右，主要是排除机械水和吸附水，坯体不发生变化，只发生坯体体积(tǐjī)收缩，气孔率增加等物理变化 第二阶段,200-出现液相温度950℃左右，主要是化学变化是结构水的排除，坯体中有机物、碳酸盐、等化合物的分解和氧化，以及晶型转变。 第三阶段，950℃-最高烧成温度以及该温度下保温，长石类熔剂融出液相胶结并填充孔隙，坯体逐渐致密，AL2O2和Si02形成莫来石晶体并与未被液相熔解的石英形成坯体骨架，进而形成严密的整体。气孔率降低，坯体产生收缩，强度增加达到瓷化。 第四阶段，最高温度到液相凝结温度700左右，主要是粘度增大，并伴有晶体析出。因为仍有可塑性，也可以成为急冷阶段。 第五阶段，液相凝固温度-出窑温度，塑性状态转化为刚性状态，硬度和强度增大至最大。还有石英的晶型转变，析晶和物理收缩。 2.合理的烧成制度 烧成制度包括温度制度，气氛制度，和压力制度。温度制度是对时间（间歇式窑）或位置（连续式窑）变化的规定。 3.升降温的合理速率 1考虑制品在烧成过程中的物理变化所需时间2传热过程中制品存在导热热阻，如果内部产生热应力超出一定界限就会产生变形和开裂。3制品在烧成过程中一些晶形转变使制品体积发生很大变化在这一温度区域里必须减缓降温速率即要缓冷。 4.隧道窑的工作系统和结构 窑体：包括窑墙，窑顶。要抢和要顶组成隧道，窑墙窑顶，和活动的窑车台面围成码烧坯体的空间，燃料燃烧的产物将热传给坯体，坯体进行物化反应形成制品。 燃烧系统:由烧嘴与燃料和助燃风供应系统组成。其作用是实现燃料燃烧，产生高温烟气维持要内温度和气氛制度。 排烟系统：有排烟口，排烟道，排烟机，或烟囱，闸板组成，作用是使烧成带的高温烟气流向预热带，排除烟气维持于热带的温度和压力制度。 冷却通风系统：有风机和通风管道组成，作用是供给冷却空气，抽出热空气，维持冷却带的温度压力制度实现制品冷却。 输送系统：包括窑车，推车机拖车，轨道，作用是运载制品从窑头进入隧道窑，一次完成整个烧制过称。 5.隧道窑的主要尺寸：内高，内宽，窑长，和各带长度。 6.窑墙选材：（种类和厚度是根据温度制定的。）注意 1为了砌筑的方便和外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。 2窑墙隔层材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍，而要强的高度则应为砖厚的整数倍。使砌筑时尽量不砍砖，否则浪费材料，降低耐火砖的使用寿命，砌筑不便，且封不严，易漏气。 3砌筑时还要考虑灰缝砖缝的厚度，灰缝越小要抢使用寿命越长。 7.沙封：由处在窑墙底部的砂槽和窑车两侧的钢制裙板组成的一种密封结构。砂槽内有沙子窑车在运动时裙板插入沙子中隔断了空气，阻止了窑墙与窑车键气体(qìtǐ)流动。