河南工业大学热工复习(王改民)
河南省考研机械工程复习资料工程热力学重点知识点整理

河南省考研机械工程复习资料工程热力学重点知识点整理(正文开始)工程热力学是机械工程考研中的重点学科,是研究能量转化和能量流动规律的学科。
在考研复习中,理解和掌握工程热力学的重点知识点非常重要。
本文将对河南省考研机械工程专业的工程热力学重点知识点进行整理和总结。
1. 热力学基本概念- 系统和界面:热力学研究的对象是系统,系统与外界之间通过界面相互作用。
- 状态和过程:系统的状态由其各种宏观性质的数值确定,过程是系统由一个状态变为另一个状态。
- 热、功和能量:热是由于温度差而传递的能量,功是由于力的作用而传递的能量,能量是物质具有的使其产生变化或产生工作的基本属性。
- 热力学第一定律:能量守恒原理,即能量既不能创造也不能消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 理想气体的状态方程和过程- 气体状态方程:理想气体状态方程为PV=nRT,其中P为压力,V为体积,n为物质的物质量,R为气体常数,T为绝对温度。
- 气体的过程:绝热过程、等容过程、等压过程和等温过程等。
3. 热力学第二定律和热力学等价原理- 热力学第二定律:热量自发地只能从高温对象传递到低温对象,不会自发地从低温对象传递到高温对象。
- 热力学等价原理:热力学第二定律的不可逆性可以通过熵增原理来解释。
4. 热力学循环和热力学效率- 热力学循环:热力学循环是由一系列经历过程按照某种特定顺序构成的。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环等。
- 热力学效率:热力学效率是指热机从热源吸收的热量与其输出的功之比。
5. 相变和理想气体混合物的热力学- 相变:相变是指物质由一种状态转变为另一种状态,在相变过程中可以释放或吸收一定量的热量。
- 理想气体混合物的热力学:理想气体混合物是由不同种类的理想气体组成的体系,其热力学性质可以根据理想气体的性质进行推导和计算。
以上是河南省考研机械工程专业工程热力学的重点知识点的简要整理。
在复习过程中,建议结合教材、习题集和历年真题,深入理解每个知识点的基本原理和应用方法,做到理论与实践相结合。
热工过程与自动调节复习重点

第一章自动调节的基本概念1、基本概念:被调对象:被调节的生产设备和生产过程被调量:通过调节需要维持的物理量给定值:根据生产要求,被调量的规定数值扰动:引起被调量变化的各种原因调节作用量:在调节作用下,控制被调量变化的物理量调节机关:在调节作用下,用来改变调节作用量的装置系统方框图:将实际的生产设备以及它们相互间的连接关系用抽象的形式表示,是一种对调节系统进行描述或分析的有力工具和非常直观的表达方式,主要由环节方框和信号线组成。
环节:每一个方框代表一个能完成一定职能的元件同类环节:物理系统不同,数学模型的形式完全相同,两个环节的因果关系类同注:不能说一个元件只能用一个方框表示,同一个元件在反映两个或多个不同特性时,应该用两个或多个方框来表示它们不同的因果关系信号线:连接各个环节且带有方向箭头的线,信号线只表示信号的传递关系和方向,而不是代表物料是从水槽中向外流出的,信号的流向不能逆行。
2、自动调节系统的分类:(1)按给定值信号的特点分类:1、恒值调节系统2、程序调节系统3、随机调节系统(2 )按调节系统的结构分类:2.1、反馈调节系统(也称闭环调节系统):把被调量信号经过反馈回路送到调节器的输入端和给定信号进行比较,比较后的偏差信号作为调节器的调节依据。
特点:①在调节结束时,可以使被调量等于或接近于给定值;②当调节系统收到扰动作用时,必须等到被调量出现偏差后才开始调节,调节的速度相对比较缓慢2.2、前馈调节系统(也称开环调节系统):调节器接受了被调对象受到的扰动信号,按预定的调节规律立即对被调对象产生一个调节作用,以抵消扰动信号对被调量的影响。
不存在反馈回路。
特点:①由于扰动影响被调量的同时,调节器的调节作用已产生,所以调节速度相对比较快;②由于没有被调量的反馈,所以调节结束时不能保证被调量等于给定值2.3、复合调节系统:前馈+反馈(3)按调节系统闭环回路的数目分类:1、单回路调节系统2、多回路调节系统(4)按调节作用的形式分类:连续调节系统2、离散调节系统(采样调节系统)(5)按系统的特性分类:1、线性调节系统2、非线性调节系统3、典型的调节过程:(1)非周期(不振荡的)调节过程(2)衰减振荡调节过程(3)等幅振荡调节过程(4)渐扩振荡调节过程注:后两种不可采用4、自动调节系统主要的性能指标:4.1、稳定性:负反馈是调节系统稳定的必要条件,正反馈是系统不稳定的根本原因,系统的稳定性用衰减率来衡量,衰减率:二M1一"3稳定性的最佳指标:匸=0.75U0.9M1非周期调节过程:=1 ;等幅振荡调节过程:* =0 ;衰减振荡调节过程:0・;:弋;渐扩振荡调节过程:^ :::04.2、准确性:反应调节过程中和调节结束时被调量与给定值之间偏差的程度(1)动态偏差e max :在整个调节过程中被调量偏高给定值的最大偏差值(2)静态偏差e「:调节过程结束后被调量和给定值之间的偏差值4.3、快速性:反应调节过程持续时间的长短,称调节时间t s4准则数I :|二广|y(t) —y(:: ) |dt,I值数值越小,调节的质量越好5超调量M p :反映系统调节过程中被调量超过稳定值的最大程度M 卩=y max-y:100%%第二章自动调节系统的数学模型1、静态特性:系统处于平衡状态时(即输入信号和输出信号都不随时间变化) ,输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系,称为系统的静态特性。
工热复习提纲(第3稿)

工 热 复 习 提 纲 (第 3 稿)第一章1. 基本概念:热力系统、平衡状态、准静态过程、可逆过程等(掌握;书上相关黑体字描述) 2. 状态参数 (1) 压力p :①b gb v p p p p p p =+⎧⎨=-⎩要熟练掌握,记住其中Pb 可理解为压力表所处环境的压力!②计算气体状态时一定要用绝对压力!③压力单位 1mmHg =133.3Pa ,1mmH 2O =9.81Pa1atm=1.01325×105 Pa(2) 温度T: T(k)= 273.15 + t (℃) 熟练掌握9()32()5o t F t =+℃ 或记住:1atm 下,纯水凝固点32o F ,沸点212 oF(3) 比体积v Vm=(m 3/kg ) (4) 简单可压缩热力系统的状态由两个相互独立的状态参数决定。
3. 可逆过程体积膨胀功:21W pdV =⎰4. 正向循环:(T-S 图或P-V 图上 顺时针)热能→机械能1221111net t w q q q q q q η-===-收益=代价 逆向循环:(逆时针)机械能→热能制冷系数 2212net q q w q q ε==- 热泵系数(供暖系数)1112'net q q w q q ε==-=这一组公式适用于任何工质任何循环,不论可逆不可逆补充:国际单位制(SI) :基本单位:m, kg, s, K, mol, A, cd(发光强度) 导出单位:1N=1 kg ·ms -2 1Pa=1N/m 2= 1 kg ·m -1s -2 1J=1N ·m =1 kg ·m 2s -21W=1J/s =1 kg ·m 2s -3第二章 热一定律1. 概念:热力学能(U ),焓(H ),膨胀功(W ),技术功(W t )热量(Q ),熵(S )2. 公式 熟练掌握:焓的定义:H U pV =+;h u pv =+闭口系能量方程Q U W q u w q du pdv δ=∆+⎧⎪=∆+⎨⎪=+⎩ 开口系能量方程t t Q H W q h w q dh vdp δ=∆+⎧⎪=∆+⎨⎪=-⎩☆☆☆(第一解析式)(第二解析式)膨胀功:21W pdV =⎰;技术功:21t w vdp =-⎰掌握:技术功的定义:22112211()2ti i t w w c g z w w w p v p v vdp ⎧=+∆+∆≈⎪⎨⎪=+-=-⎩⎰技术上可资利用的功212t i q h w h w c g z =∆+=∆++∆+∆3. 热量:Q dS T Q TdSδδ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 可逆过程!!4. 典型过程:①绝热节流:0h ∆=,但不能说是等焓过程,因为绝热节流是典型的可逆过程 ②汽机、燃气透平:12i t w w h h h ==-∆=-③压气机:21c i t w w w h q h h q =-=-=∆-=-- 2121c c w h h w h h q=-⎧⎨=--⎩轴流式活塞式④喷管:22112201122h c h c h +=+= (滞止焓) 遇到单位时间流率、加热率之类的问题的两种分析思路:1.规定一个时间段(如1小时、1分钟等),然后在后面的计算中就计算这一个时间段内的能量传递情况,而不考虑时间因素;等计算出结果后再在结果的基础上处以这个时间段即可获得最终结果。
热工复习总结(北工大)

第一章 1.热力系统分类:(1)闭口系统:只有能量交换,而无质量交换(2)开口系统:有能量交换,也有质量交换。
(3)绝热系统:无热量交换。
(4)孤立系统:既无能量交换,又无质量交换。
2.热力学第零定律如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡,则两个系统彼此必然处于热平衡。
3.比体积v=V/m=1/p 4.(热力)平衡状态:在不受外界影响的条件下(重力场除外),如果系统的状态参数不随时间变化,则该系统处于平衡状态。
注意:必须同时满足热和力的平衡。
5.稳定:参数不随时间变化.稳定不一定平衡,但平衡一定稳定6.平衡:时间上均匀:空间上平衡不一定均匀,单相平衡态则一定是均匀的7.不平衡状态,在无外界影响下,会自发地趋于平衡。
平衡状态不会自发地破坏。
8.对理想气体:pv=RgT 状态方程f (p,v,T)=09.准平衡过程定义:若过程进行得相对缓慢,工质在平衡被破坏后自动回复平衡所需时间很短,工质有足够的时间来恢复平衡,随时都不显著偏离平衡状态。
或由一系列连续的平衡态组成的过程。
实现条件:压力差ΔP-0温度差ΔT-0准平衡过程有实际意义吗:既是平衡,又是变化,既可以用状态参数描述,又可进行热功转换10.可逆过程:三个条件(1)工质沿相同路径逆行。
(2)回复到原来的状态。
(3)外界也回复到原来状态而不留下任何变化。
准平衡过程+无耗散效应=可逆过程不可逆根源:不平衡势差和耗散效应11.关于过程功:功是过程量。
功的正负:当dv>0(工质膨胀),w>0,功为正,系统对外作功。
当dv<0(工质被压缩),w<0,功为负,系统消耗功。
热量定义:热量是热力系与外界相互作用的另一种方式,在温度的推动下,以微观无序运动方式传递的能量。
12.熵的简单说明:熵是状态参数。
符号规定:dS >0,系统吸热时为正Q >0;dS <0,系统放热时为负Q <0。
物理意义:熵体现了可逆过程传热的大小与方向。
热工基础-期末总复习-重点(张学学)doc资料

热工基础总复习第一章1.系统:在工程热力学中,通常选取一定的工质或空间作为研究的对象,称之为热力系统,简称系统。
2.系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。
3.状态参数:用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数,如温度、压力、比体积等。
工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等,其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积,称为基本状态参数。
4.可逆过程:如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态,并且不给外界留下任何变化,这样的过程为可逆过程。
准平衡过程:所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。
可逆过程的条件:准平衡过程+无耗散效应。
5.绝对压力p、大气压力p b、表压力p e、真空度p v只有绝对压力p 才是状态参数第二章1.热力学能:不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和(热能)。
热力学能符号:U,单位:J 或kJ 。
热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能储存能:E,单位为J或kJ2.热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律,可表述为:a.在热能与其它形式能的互相转换过程中,能的总量始终不变。
b.不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。
c.进入系统的能量-离开系统的能量= 系统储存能量的变化3.闭口系统:与外界无物质交换的系统。
系统的质量始终保持恒定,也称为控制质量系统闭口系统的热力学第一定律表达式对于微元过程对于可逆过程对于单位质量工质对于单位质量工质的可逆过程4.开口系统稳定流动实现条件1)系统和外界交换的能量(功量和热量)与质量不随时间而变;2)进、出口截面的状态参数不随时间而变。
开口系统的稳定流动能量方程对于单位质量工质:对于微元过程5.技术功:在工程热力学中,将工程技术上可以直接利用的动能差、位能差及轴功三项之和称为技术功,用W t 表示对于单位质量工质6.节流:流体在管道内流动,遇到突然变窄的断面,由于存在阻力使流体的压力降低的现象称为节流。
热工过程控制复习提纲

10级热动《热工过程自动控制》1.自动控制系统的基本组成。
2.自动控制系统的基本结构,P3,图1-33.掌握自动控制系统中常用的基本术语。
被调量、扰动、对象的输入和输出、调节量、给定值、偏差4.掌握自动控制系统常见的分类方法,按给定值的形式分类、按工作方式分类(工作原理及特点),并能够判别实际系统所属类别。
5.什么是动态偏差?6.拉氏变换的定义、主要性质及常用函数(单位阶跃函数、斜坡函数、单位脉冲函数和正弦函数)的拉氏变换。
7.掌握当X(s)具有单实极点的有理分式时(各个根互不相同),会用拉氏反变换求x(t).8.掌握求取系统微分方程和传递函数的方法。
9.什么是系统的动态特性?描述系统动态特性的方法有哪些?10.环节的基本连接方式?不同联接方式时,系统传递函数的求取。
11.什么是时域分析法?12.掌握利用劳斯稳定判据对系统的稳定性做出分析。
13.掌握利用劳斯稳定判据确定系统相对稳定性。
14.掌握评价系统的稳定性、快速性和准确性的指标有哪些?15.基本术语的掌握:通道、控制通道、干扰通道、外扰、内扰?16.描述热工对象的三个特征参数?1)飞升速度ε;2)自平衡率ρ;3)延迟时间τ17.掌握被控对象分类(有自平衡能力和无自平衡能力)、各类对象的动态特性曲线及特点。
18.控制器有哪些基本动作规律?控制动作的特点、参数变化对其控制过程的影响。
19.掌握比例带、积分时间、微分时间对调节质量的影响。
20.单回路系统整定的基本方法有哪些?21.串级控制系统基本组成原理,系统中常见术语。
22.过热汽温控制的任务是什么?23.掌握串级汽温控制系统的基本组成结构,分析其控制作用。
24.锅炉蒸汽发生扰动时,汽包为什么出现虚假水位的现象,在设计时采用了什么对策?P21225.锅炉汽包水位过高或者过低会对蒸汽动力系统产生怎么样的影响?26.熟悉单级三冲量给水控制系统的基本结构组成(P214图5-47).27.全程给水控制的概念P217。
热工自动控制复习材料
热工自动控制复习材料免责声明:倾情奉献,数据仅供参考第一章1.被控对象:被调节的机器设备或生产过程被控量:系统中被控参数扰动:影响被调量的所有因素给定值:根据生产要求被调量规定值调节机构:在调节作用下,用来改变进入被控对象的物质或能量的装置 2.系统方框图可以由什么构成,一个复杂的控制系统由哪些基本的连接方式构成系统方框图可以由环节机构构成,一个复杂的控制系统由串并联和反馈连接构成3.自动控制系统的分类Ⅰ、按给定值的形式分类:①恒值控制系统②程序控制系统③随动控制系统④比值控制系统Ⅱ、按系统中信号的形式分类:① 连续系统②离散系统Ⅲ、按工作方式分类:①开环控制系统②闭环控制系统Ⅳ、按系统的复杂程度分类:①单回路控制系统②多回路控制系统Ⅴ、按系统的动态特性分类:①线性系统和非线性系统②时变系统和定常系统Ⅵ、按控制规律分类:①程序和顺序控制②比例积分微分(PID)控制③最少拍控制④复杂规律控制⑤智能控制VII按系统中被调量和被调量的数目分类:①单输入、单输出系统②多输入、多输出系统4.衡量一个控制系统的质量可以通过:①稳定性②准确性③快速性5.稳定性一般用什么进行反映,调节过程根据过渡过程的形态不同分为哪几种?(会画过渡过程的形态图)最佳稳定性指标是多少?稳定性一般用衰减率品质指标反映Ψ=1非周期;Ψ=0等幅振荡;06.动态偏差:静态偏差:t→∞时,偏差的大小e∞;动态偏差:系统在过渡过程e(t)的最大值,记为eM7.快速性用系统的调节时间来反映系统调节时间(即系统受扰动后从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所需时间)可反应系统的快速性。
8.画出采用前反馈控制系统来调节容器内热水温度的示意图,并对其工作原理进行解释,并支持这种做法相对单独反馈或者反馈的有点存在(自己解决,哥们无能为力,呵呵呵。
)第二章1.描写无(有)自平衡能力对象动态特性的特征参数有哪些?(自己解决,哥们无能为力,呵呵呵。
)2.请简要叙述热工过程对象的特点,并说明热工过程控制系统的任务是什么?(1)合理选择调节系统的结构(2)合理选择PID调节器的参数3.什么是飞升曲线?典型热工对象的飞升曲线有哪几种,画出各自的飞升曲线,写出各自的特征参数,并作简要说明(自己解决,哥们无能为力,呵呵呵。
复习题 (1)
榆林新材料集控人员培训班热工自动调节系统复习题第一章:自动控制原理1.能理解并说明自动调节常用术语的含义,包括被控对象(调节对象)、被调量(被控量)、给定值、扰动、控制作用、调节量(控制量)等;2.一个完整的自动控制系统由调节对象、测量变送器、调节器、执行器四个组成部分组成;3.能理解方框图的四要素信号线、汇交点、分支点、环节及如何用方框图对一个实际的系统进行表示;4.自动控制系统的基本控制方式分为开环控制、闭环控制、复合控制;5.按照控制信号的馈送方式分类,自动控制系统分为:前馈控制系统、反馈控制系统、前馈反馈控制系统;6.过渡过程是指控制系统受到某一扰动后,被控量偏离原来的稳态值而产生偏差,系统的控制作用又使其趋近于原来的稳态值,把这一变化的过程称为控制系统的过渡过程。
我们把被控量不随时间变化的平衡状态称为系统的静态,把系统受到扰动后,被控量随时间变化的不平衡状态称为动态。
7.在阶跃信号的作用下,控制系统过渡过程有非周期过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、渐扩振荡过程。
8.自动控制系统的品质指标一般从稳定性、快速性、准确性三个方面进行衡量,其中稳定性一般用衰减率来衡量,衰减率(φ)是指经过一个周期后波动幅度衰减的百分数。
准确性一般用动态偏差和静态偏差来表示;快速性用过渡过程时间来进行表示。
9.理解一阶惯性环节和纯迟延环节的阶跃响应曲线。
10.最大超调量(或称超调量)是指过渡过程中输出响应的最大值超过稳态值的百分数。
11.水位自动控制系统的一种方案如下图所示,在运行中,希望水位高度H维持不变:(1)说明该系统的工作原理。
(2)画出该系统的方框图,并说明控制对象、被控制量、给定值、扰动各是什么?(3)试说明该系统各属于何种结构的控制方式。
(4)当水箱出口水流量q2变化时,该系统能否使水位高度保持不变?试从原理上定性说明。
答:1、当水位发生变化时,浮球随液位发生上下移动,通过杠杆系统带动调节阀门的打开和关闭,从而通过调节给水流量来对水箱的水位进行调节。
给水10级热工基础复习题
《热工基础》复习题一、基础知识题1、在热力学中,人为划定的一定范围内的研究对象称为( )。
2、实现可逆过程的条件是( ).3、定压过程的体积变化功的表达式为=w ( ),试在v p -图上表示之。
4、什么是正循环,什么是逆循环?试分别举例。
5、一蒸气动力厂,锅炉的蒸汽产量为220 t/h,输出功率为5×104kW,每kg 水经锅炉吸热2 300 kJ ,试问该蒸汽动力厂的热效率为多少?6、热力学第一定律的实质是( )。
7、试写出闭口系能量方程=q ( ),稳定流动系统的能量方程=q ( );稳定流动能量方程对于锅炉可以简化为( ),对于汽轮机可以简化为( );对于冷凝器可以简化为( );对于节流阀可以简化为( )。
8、下面所写的热力学第一定律表达式是否正确?若不正确,请改正之。
A :w u q +∆=∆ B :sh w z g c H q +∆+∆+∆=221 C :w du q δ+= D :⎰+∆=21pdV H QE :vdp dh q -=δ8、说明下列能量方程的适用条件? A :⎰+∆=21pdv u qB :sh w z g c h q +∆+∆+∆=221 C :vdp dh q -=δ D :H Q ∆=9、焓的定义式为=h ( ),单位是( )。
10、技术功=t w ( ),可逆过程的技术功=t w ( )。
11、某系统经历了由4个过程组成的循环,试填充下表中的空白数据。
12、适用于单位质量气体的理想气体状态方程为( )。
13、摩尔气体常数=R ( ),单位是( ),与气体种类( )关,与气体状态( )关。
14、氧气的气体常数=g R ( ),空气的摩尔质量为28.97kg/kmol,其气体常数=g R ( )。
15、理想气体的=-V p c c ( ),与气体状态( )关。
16、氧气从20℃定容吸热至130℃,用定值比热容计算,其热力学能变化=∆u ( ) 焓变化=∆h ( ),熵变化s ∆=( )。
《冶金热工基础》复习提纲湖工大解读
《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。
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1、隧道窑余热回收主要应用在哪些方面?(1)助燃(2)送干燥用(3)送澡堂取暖(4)气幕风2、为减少预热带气体分层在预热带设置了哪些气幕装置?循环气幕和搅动气幕3、对含钛量较高的陶瓷坯体一版采用什么样的气氛来烧成?氧化气氛4、烟囱设计时空气温度为什么要用夏季的最高温度?夏季空气密度小,压强小,温度愈高,压强愈小,烟囱的抽力随外界压强减小而减小,为保证在任何季节都有足够的抽力,要用夏季的最高温度。
5、烧成制度温度、气氛、压力三个制度,其中压力制度是温度制度和气氛制度得以实现的保证。
6、热流密度单位时间内通过单位面积的传热量称为热流密度7、气体燃料无焰燃烧法是指煤气和空气在进烧嘴前或烧嘴内完全混合(a≥1),喷出后立即燃烧的燃烧方法,几乎无火焰。
8、分散垂直气流法则在分散垂直通道内,热气体应当自上而下才能使气流温度分布均匀,同样,冷气体应当自下而上流动才能使气体温度分布均匀,这就是分散垂直气流法则。
9、为什么间歇式窑炉烟囱在使用过程中几座窑交替使用?一座倒焰窑使用一个烟囱,建筑费用大。
又由于倒焰窑间歇操作,在开始点火烧窑时,要在烟囱底部临时火箱烧火,以提高烟囱抽力,而且在低温阶段,由于烟气温度低,往往会有抽力不足的现象。
因此,最好两座窑共用一个烟囱,交替使用,使烟囱长期处于热的状态,一直使烟囱具有足够的抽力。
10、气氛性质气氛是指窑内燃烧产物所具有的性质,有氧化性,还原性和惰性气氛。
11、火焰传播速度燃烧焰面由于燃烧产生大量的热,以传到的方式传给临近一层气体,使其达到着火温度以上而燃烧,并形成新的燃烧焰面,这种燃烧焰面不断向未燃气体方向移动的现象叫火焰传播现象,传播速度称为火焰传播速度。
12、边界层对流换热热阻的大小主要决定于靠近壁面处流体的状况,这里流体速度和温度变化最显著,它们的状况直接支配着以对流和导热作用进行的热量传递过程,这个区域叫边界层。
边界层分速度边界层和热边界层。
13、说明隧道窑码垛的基本原则在垂直方向上必须是上密下稀,增加上部阻力,避免上部过多气流通过,消弱几何压头的影响,减少气流分层现象。
在水平方向上料垛中平行于窑长方向的各通道应当相等,以保证水平方向温度均匀。
同时为了气体能在窑内循环,使温度均匀,还要适当的留一定的垂直于窑长方向的水平通道,尤其是采用高速烧嘴时,这种循环通道更不可少。
14、现代新型窑炉为什么要使用低蓄热窑车?从窑车结构上减轻窑车重量,采用低蓄热窑车,减少窑车吸热,减小温差,克服在冷却带温度下高上低不均匀的特点。
15、什么是不完全燃烧现象?不完全燃烧燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的现象,包括机械不完全燃烧和化学不完全燃烧,主要现象有煤渣、漏煤(机械)和烟气中含有可燃烧的气体(化学)。
16、烟囱抽力在什么季节最大?为什么?烟囱抽力在冬季最大,冬季,外界空气密度最大,压强最大,烟囱抽力与压强有关,压强越大,烟囱抽力越大。
17、现代窑炉窑顶为什么采用平吊顶?平吊顶的主要优点:(1)能够保证窑内有效高度一致,便于装车;(2)平吊顶窑顶的跨度没有限制,可达2.0m以上;(3)窑内顶部中心空隙不会过大;(4)有利于侧墙上部装设高速烧嘴(在烧成带);(5)窑顶和窑墙都可以采用轻质耐火材料,可以使窑体全轻质化。
大大减少窑体的蓄热量。
18、喷射器是指利用从喷嘴喷出的高速流体,吸引并带动另外一种流体的装置。
19、烧成制度包括哪几个方面?温度制度、气氛制度、压力制度,其中压力制度是温度制度和气氛制度得以实现的保证。
20、气体燃料长焰燃烧法是指煤气在烧嘴内完全不和空气混合,喷出后靠扩散作用边混合边燃烧的燃烧方法。
21、预热带温度的正调节现代隧道窑预热带都设置有一些小功率烧嘴,常采用窑头集中排烟方式,这种预热带温度的调整称为“正调节方式”,它是靠预热带设置有一些小功率烧嘴来调节温度的。
22、硅酸盐窑炉用固体燃料燃烧时二次空气起什么作用?使煤中逸出的挥发分及气流中的CO进一步燃烧,根据送入二次气体量还可调节气氛的强弱。
23、烧成制度温度、气氛、压力三个制度,其中压力制度是温度制度和气氛制度得以实现的保证。
24、速度边界层黏性流体流动在壁面附近形成的以速度剧变为特征的流体薄层。
25、定性温度和定性尺寸定性温度:相似准数中包含有流体的物性参数,这些物性参数受温度的影响有很大的变化,必须选定一个有代表性的温度作为依据,这个温度称为定性温度。
定性尺寸:相似准数中包含有长度尺寸,如Re准数和Nu准数中的l为定性尺寸。
一般对于圆管,定性尺寸均采用直径;非圆形管道选用当量直径;对横向掠过单管或管簇则取管子外径;对纵向掠过平壁则取沿流动方向的壁面长度。
26、我国古代五大名窑是什么?官窑、越窑、定窑、汝窑、均窑27、为什么在甲醛的燃烧反应中加入少量的甲醛可大大加快燃烧反应的速度?在这里,O是发生连锁反应的活化中心,所以,甲醛的存在能产生氧原子,对烃类的燃烧时有利的。
28、机械不完全燃烧热损失由于一部分燃料在燃烧设备内未能参与燃烧,而以煤核、碳粒等形式出现而引起的燃烧热损失。
29、余热带循环气幕的主要作用是什么?循环气幕是利用轴流风机或喷射泵使窑内烟气在垂直截面上形成气体循环流动,以达到均匀窑温的目的。
30、分散垂直气流法则的使用条件是什么?分散垂直气流法则的使用条件:应用于几何压头起主要作用的通道,如传统的倒焰窑、蓄热室等。
分散垂直气流法则不适用于:(1)阻力很大的窑;(2)流动速度很大或者说压力大的窑。
31、简单说明能源的选用原则(1)能源供应有保障(2)利于用新型窑具的使用(3)具有较好的综合投入产出效能比(4)符合国家环境保护政策(5)便于实现机械化、自动化控制,以确保产品质量。
32、为什么冷却带几乎不存在气体辐射?冷却带无烟气,气体由高压流向低压,烧成带与冷却带连接处压力相等,故无烟气流动。
33、隧道窑内气体的流动主要受那些因素的影响?(1)各种压头对气体流动的影响:影响窑内气体流动的因素有:几何压头、静压头、动压头和阻力损失压头。
这些压头的意义是窑内单位体积热气体比窑外单位体积空气多具有的能量,是相对能量。
①几何压头:因为隧道窑和外界是相通的,窑内热气体的密度总是小于外界冷空气的密度,而且窑内有一个高度,所以窑内一定有几何压头存在。
几何压头使窑内热气体由下向上流动。
②静压头:隧道窑内气体是通过风机和排烟设备来完成气体的流动,送风处为正压,抽风处为负压,静压头使气体由高压向低压方向流动,中间经过零压。
③动压头:动压头给予气体流动的方向,就是气体喷出的方向。
隧道窑的各种气幕和气流循环装置就是利用动压头喷出的不同方向和强大的动能来削弱几何压头的作用,达到窑内上下温度均匀的目的。
④阻力损失压头:阻力损失指窑外管道系统的阻力损失和窑内的阻力损失,包括摩擦阻力损失和局部阻力损失以及料垛阻力。
阻力的作用是阻碍气体的流动。
(2)料垛码法对流速和流量的影响通道气体流量与直径之间的关系:体积流量与其当量直径的2.5次方成正比。
所以,在隧道窑中大部分气流是在靠窑墙窑顶的大空隙中流过,这是造成料垛内外温度不均匀的主要原因。
适当稀码,可使通道温度分布均匀,易于升温或降温,可以实现快速烧窑的目的。
34、在实际工作中如何选择燃料?(1)能源供应有保障;(2)利于用新型窑具的使用;(3)具有较好的综合投入产出效能(4)符合国家环境保护政策;(5)便于实现机械化、自动化控制,以确保产品质量。
35、说明减少烟气中NOx的主要措施有那些?(1)烟气中的NO的生成量随火焰温度的升高而增加,所以应尽可能地降低火焰温度。
(2)烟气中的NOx的生成量随空气系数的增大而增加,所以,在保证烧成制度的情况下应尽可能使空气系数偏小。
(3)氮的氧化反应是可逆的,高温气体缓慢冷却时,NOx会重新分解为氮和氧;快速冷速时,NOx的含量维持不变。
因此,在高温区内的气体应缓慢冷却。
如连续式窑炉比间歇式窑炉好。
(4)在燃烧系统内进行烟气循环,使部分烟气与新生成的燃烧产物混合,降低火焰温度及氧气的浓度,减少NOx的生成量。
NOx的生成主要与火焰中的最高温度、氧和氮的浓度以及气体在高温下停留的时间等因素有关。
在实际工作中可采用:①降低火焰最高温度区的温度②减少过剩空气③采用高速烧嘴等方面的措施,以减少NOx对大气的污染。
36、试分析为什么有些陶瓷制品用氧化气氛烧成,而有些陶瓷制品用还原气氛烧成?在实际生产过程中,采用何种气氛制度来烧制陶瓷产品,要根据产品配方中原料的组成以及各阶段的物化反应来确定。
当原料中含有有机物和碳较少,且粘度低、吸附性弱、含铁量较高时,适合用还原气氛烧成:反之,则适合用氧化气氛烧成。
37、现代间歇窑与传统倒焰窑相比主要有哪些优缺点?现代间歇窑与传统倒焰窑相比主要特点有:⑴与隧道窑相似,工人在窑外装卸制品,劳动条件好;⑵窑炉的烧成和冷却过程可以实现全自动控制,以确保产品的烧成质量;⑶采用了耐高温的轻质耐火材料或耐火纤维制品作内衬,大幅度降低了窑体的蓄热量,便于快速烧成和冷却,提高了窑炉热利用率;⑷、现代间歇窑采用高速调温烧嘴,改善了窑内温度、气氛的均匀性,强化了窑内传热,缩短了制品的烧成时间,容易烧出要求严格的优质品。
38、预热带气体分层的主要原因是什么?如何减小气体分层?影响预热带气体分层的主要因素以下四点:(1)几何压头使窑内热气体由下向上流动;(2)预热带处于负压下操作,从窑的不严密处,漏入大量冷风,沉在隧道下部,迫使密度较小的热烟气向上流动;(3)料垛上部和拱顶空隙大,阻力小,使大部分热气体易从上部流过;(4)窑车衬砖底部热,使预热带下部烟气温度降低很多,进一步加大了上下温差。
如果能克服气体分层现象,可以大大缩短预热带长度,缩短烧成时间,实现快速烧成的目的。
减小预热带气体分层的主要措施有以下九点:(1)用平顶或降低拱顶高度减少上部空隙;(2)适当降低窑的高度,降低几何压头的影响。
现代隧道窑多采用扁平结构;(3)设窑头封闭气幕,减少窑门漏入冷风量;(4)设立搅动气幕和循环气流装置;(5)排烟口在近车台面处,迫使烟气多次向下流动;(6)采用低蓄热窑车,减少窑车吸热;(7)严密砂封和曲封,减少漏风量;(8)合理码垛,使窑内阻力分布合理;(9)预热带处于微负压操作,减少冷风漏入量。
39、工业上使用间歇式窑炉为什么要采用倒焰式而不采用直焰式窑炉?倒焰式窑炉烧窑时,热烟气在窑室内由上向下流动,这样窑内温差将会逐渐减小。
冷窑时,打开窑顶上的放冷小烟囱闸门,冷空气由窑底入窑后上升至窑顶排出,本身被加热。
倒焰窑内温度能够较均匀分布。
直焰式窑炉烧制时会导致受热不均匀,而且会大量浪费燃料。
40、工业窑炉减少NOx污染的主要措施有哪些?(1)烟气中的NO的生成量随火焰温度的升高而增加,所以应尽可能地降低火焰温度。