工業(yè)爐期中考試題

1、工業(yè)爐期中考試內(nèi)容集錦選擇填空（1） 在等溫條件下，流體因?yàn)槭艿綁毫Σ煌?，體積發(fā)生變化的特性，稱為壓縮性 ；在等壓條件下，流體由于溫度不同引起體積變化的特性，稱為膨脹性 。（等壓性，壓縮性，體積比，膨脹性，壓力比，過余溫度比）（2） 一般情況下，液體隨著溫度升高，粘度 降低。氣體隨溫度升高，粘度 升高。（不變，升高，降低，線性變化，非線性變化）（3）在與黑體保持熱平衡條件下，任何物體輻射能力與對(duì)黑體輻射吸收率的比值，等于同溫度下黑體輻射能力_ 。（同溫度下黑體輻射能力，對(duì)比溫度下的輻射能力，同溫度下灰體輻射能力，平衡條件下黑體輻射能力）（4）諾模圖是1947年 海斯勒提出的，為后人進(jìn)行一維非穩(wěn)

2、態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算提供了非常寶貴而方便的圖表。（1897，1939，1942，1947，1951，海斯勒，霍爾曼，貝爾特，雷格斯）（5）工業(yè)爐爐膛內(nèi)壓力的近似計(jì)算，爐氣壓力的測(cè)量等，都須運(yùn)用流體靜力學(xué)原理。（流體力學(xué)，流體靜力學(xué)，流體動(dòng)力學(xué)，湍動(dòng)力學(xué)）（6）流體的粘性是流體運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力_ 的特性表現(xiàn)。（結(jié)合力，粘滯力，摩擦力，質(zhì)量力）（7）伯努利方程的應(yīng)用條件之一有不可壓縮流體。（不可壓縮流體，任何流體，可壓縮流體，壓縮性可忽略的氣流，牛頓流體）（8）伯努利方程的應(yīng)用條件之一是對(duì)所取兩過流截面之間，應(yīng)滿足無支流、無匯流、連續(xù)、穩(wěn)定流動(dòng)。（有支流沒有匯流的連續(xù)、穩(wěn)定流動(dòng)；無支流、無匯流、連續(xù)、穩(wěn)

3、定流動(dòng)；有匯流沒有支流的連續(xù)、穩(wěn)定流動(dòng)，任取截面的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)）（9）變截面多層圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱量的計(jì)算，在最外層與最內(nèi)層表面積之比小于等于2的條件下可以應(yīng)用等截面多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算公式。（最外層與最內(nèi)層表面積之比小于等于2時(shí)；本層外表面積與內(nèi)表面積之比小于等于2時(shí)）（10） 有效輻射是指本身的輻射與反射投入輻射之和。（吸收投入輻射向外的輻射；本身的輻射與反射投入輻射之和；所有的反射能量之和；自身輻射減去反射的能量）（11） 在對(duì)流傳熱計(jì)算中，常用的準(zhǔn)則數(shù)是Re, Gr,Pr,Nu。（Eu;Re；Gr；Pr；Fo；Bi；Nu）（12） 物體黑度越大，輻射能力越大，吸收能力越大。（越小；越大；

4、不一定；隨溫度改變；隨反射能力和透過能力改變）（13） 重力作用下的流體平衡方程的能量意義，可以通過kJ/N;kJ/kg量綱來表達(dá)分析。（kJ/N；kJ/m3；kg/kg；kJ/kg；kg/kmol；W）（14）不論外來輻射是否來自黑體，也不論與黑體是否處于熱平衡狀態(tài)，灰體吸收率始終等于同溫度下的黑度。（同溫度下黑體的吸收率；同溫度下的黑度；同溫度下的透過率；同時(shí)刻的吸收率；同時(shí)刻的黑度）（15）煙氣的黑度主要取決于煙氣的顏色。（燃料的清潔度；CO2和H20汽的組分；煙氣的顏色；燃料的燃盡率）（16）煙囪的高度主要取決于 _ 煙囪的抽力。(煙囪出口與入口的動(dòng)壓差；煙囪本身的摩擦阻力；風(fēng)機(jī)的能力

5、；煙囪的抽力)(仃)煙囪的抽力是指 _ 爐體系統(tǒng)的總阻力。(爐體系統(tǒng)到煙囪根部的總阻力；煙囪自身的阻力；煙囪的摩擦阻力；引風(fēng)機(jī)的抽力)(18)單值性條件包括邊界條件、幾何條件、物理?xiàng)l件、初始條件。(壓力條件；幾何條件；溫度條件；速度條件；邊界條件；物理?xiàng)l件；初始條件)(19)耐火材料的物理性質(zhì)包括氣孔率、吸水率、透氣度、氣孔孔徑分布、體積密度、真密度、常溫耐壓強(qiáng)度、熱膨脹性、熱物性、導(dǎo)電性。(耐火度；氣孔率；吸水率；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；透氣度、氣孔孔徑分布、體積密度、真密度、常溫耐壓強(qiáng)度、熱膨脹性、熱物性、導(dǎo)電性)(20)耐火材料的使用性能包括耐火度、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗渣性、耐急冷急熱性、高溫體積穩(wěn)定性。

6、(耐火度；氣孔率；高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；氣孔孔徑分布；體積密度；常溫耐壓強(qiáng)度；抗渣性；耐 急冷急熱性；熱膨脹性；高溫體積穩(wěn)定性；熱物性)(3)可燃混合物的定壓比熱有幾種求解方法和量綱表達(dá)方法 答：對(duì)于混合氣體燃料的定壓比熱可根據(jù)以下加權(quán)公式來計(jì)算Cp,q表示，量綱為kJ/(kgC)或kJ/(kgK)，以摩爾為基的定壓比熱用Cp,m表示，量綱為kJ/(kmolC)或kJ/(kmolK)，一體積為基的定壓比熱用33Cp,v表示，量綱為kJ/(mC)或kJ/(mK)，三者之間的關(guān)系是Cp,m(3-50a)cp,qMWCp,vCp,m(3-50b)p,qpqMWCp.mCp.qMW(3-50c)(21)耐火材

7、料種類有哪些？工業(yè)爐砌筑主要應(yīng)用的是哪種？粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、硅質(zhì)、鎂質(zhì)、碳質(zhì)、耐火混凝土、耐火水泥、耐火纖維、耐火空心粒、特種耐火材料共10種。在工業(yè)火焰爐窯上廣泛應(yīng)用的是粘土質(zhì)耐火材料，約占耐火材料總 產(chǎn)量的6070%。(22)耐火材料的礦相組成指的是什么？它對(duì)耐火材料性能有什么影響？cp,mixXjCpjMWjXiMWi(3-49a)或者Cp,mix(3-49b)暫時(shí)設(shè)以質(zhì)量為基的定壓比熱用耐火材料結(jié)晶和玻璃質(zhì)組成，稱為耐火材料的礦相組成。耐火材料性能不僅與化學(xué)組分有關(guān)，也與礦相組成有關(guān)。礦相顯微結(jié)構(gòu)分為2種類型：a種是由硅酸鹽結(jié)合物膠結(jié)晶體顆粒的結(jié)構(gòu)類型，b種是由晶體顆粒直接交錯(cuò)結(jié)合成結(jié)晶

8、網(wǎng)。例如高純鎂磚。它屬于直接結(jié)合結(jié)構(gòu)類型制品，高溫性能十分優(yōu)越。礦相顯微結(jié)構(gòu)類型(23)耐火材料的物理性質(zhì)包括哪些？耐火材料的物理性質(zhì)，也有稱結(jié)構(gòu)性能，它包括氣孔率、吸水率、透氣度、氣孔孔徑分 布、體積密度、真密度等。是評(píng)價(jià)耐火材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。耐火材料的結(jié)構(gòu)性能與原料和 制造工藝，包括原料的種類、配比、粒度和混合、成型、干燥及燒成條件等密切相關(guān)。2.非穩(wěn)態(tài)傳熱的三類邊界條件第一類：在導(dǎo)熱過程中，物體表面溫度保持常數(shù)，或隨時(shí)間成直線變化；第二類：在導(dǎo)熱過程中，熱流密度保持常數(shù)，或隨時(shí)間按照一定規(guī)律變化；第三類：與物體表面接觸的介質(zhì)溫度及給熱系數(shù)保持常數(shù)，或隨時(shí)間按照一定規(guī)律變化。a.一臺(tái)熱處

9、理爐，爐氣平均溫度thot=900C,爐氣在0C時(shí)的密度photo=1.3 kg/m3，外界空氣溫度tairo=25C,空氣在0C時(shí)的密度為pairo=1.293 kg/m3。爐氣流速很小，可視為靜止 狀態(tài)。設(shè)爐中心水平面的表壓力為0。爐頂部距離爐中心有0.4m,爐底部距爐中心有0.5m,試求爐頂部以及爐底部的表壓力。如果爐頂部以及爐底部分別開觀察孔， 打開時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況？b.有三臺(tái)相同的加熱爐共用一個(gè)煙囪， 如圖平面結(jié)構(gòu)。在1-1處，3臺(tái)爐的阻力均相同，試PnpgH(airhot)hotWfl根據(jù)煙囪抽力計(jì)算式，分析估計(jì)煙囪的抽力如何考慮，不用具體計(jì)算，出分析方案。2 2(U2U1)2a.

10、有3臺(tái)加熱爐共用一個(gè)煙囪，如圖平面結(jié)構(gòu)。在1-1處，2#爐的阻力是1#和3#爐的2倍,1#爐或3#爐1-1斷面到2-2斷面的阻力是2#爐本體的1/5。試根據(jù)煙囪抽力計(jì)算式，分析估 計(jì)煙囪的抽力如何考慮，不用具體計(jì)算，出分析方案。2 2(U2U1)2c.有一塊鋼板厚度為15mm,平面尺寸為550 Xl220mm,初始溫度30C,裝入1250C的爐內(nèi) 加熱。爐氣對(duì)鋼板表面綜合傳熱系數(shù)為123W/(m2C),鋼材的熱導(dǎo)率為30W/(mC),密度7800kg/m3，定壓比熱為482 J/(kgC)，試計(jì)算將圓鋼加熱到850C所需要時(shí)間。解：(1)先計(jì)算Bi準(zhǔn)數(shù)，判定是否為薄材。(2)計(jì)算所需時(shí)間hA

11、t t0.015 0.55 1.22 7800 4821250 30=In123 0.55 1.221250 850=511 s7.說明諾模圖是如何得到的，誰的發(fā)明？用分離變量法，結(jié)合單值性條件，求得一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程的級(jí)數(shù)形式特解為Bi123 0.01529=0.0640.1PnpgH(airhot)hotWfi2sin.con(廠)oat t (ttsta)exp(n2)(3 52)n 1 nsinnCOnn整理移項(xiàng)，得到對(duì)稱一維加熱，任意坐標(biāo)處x截面在任意時(shí)刻與初始時(shí)刻的過余溫度比其中f(Bi),Fox對(duì)于兩面加熱的平板中心（eentre），則有x 0,0，于是又可得到中心與開始時(shí)刻

12、的過余溫度比teent tsta因?yàn)榘凑帐剑?-53）和（3-54）計(jì)算溫度過繁，海斯勒Heisler等人1947年繪制成以Fo和1/Bi為橫坐標(biāo)，以過余溫度比為縱坐標(biāo)的曲線圖，供查找計(jì)算，稱為諾模圖。d.將一厚100寬1000mm的扁鋼坯平放于爐溫為1200C的爐內(nèi)單面加熱，假設(shè)非受熱面為絕熱面。扁鋼坯初始溫度為tsta=38C，熱導(dǎo)率為入=35.4 W/（m ?C），導(dǎo)溫系數(shù)a=0.55X10-5m2/s，爐內(nèi)火焰對(duì)鋼坯表面的平均綜合給熱系數(shù)h=178 W/（m2?C），試求扁鋼坯受熱表面達(dá)到641C時(shí)所需要時(shí)間。解：可以當(dāng)做厚200mm的扁鋼坯進(jìn)行雙面對(duì)稱一維加熱處理，應(yīng)用教科書圖2-2

13、3、圖2-24圖解計(jì)算。根據(jù)Bi=hS/入=（8X0.1）/35.4=0.5，無量綱坐標(biāo)x/S=0/0.1=1.0，查圖B（書上圖2-24），得圖B（書上圖2-24）平板一維加熱或冷卻時(shí)任意截面與中心的過余溫度比上式中t為受熱表面溫度，teen為非受熱表面溫度，若看成100mm厚扁鋼坯就是底部溫 度。若看成厚t ttt(3 53)(3 54)niiiiiniiiiitiiiUIHNII,1HIon0.010*050,210,020.10.52 liini-門tnntm / r jn ffirnininwi B520100105.0teen0.8】池200mm的扁鋼坯進(jìn)行雙面對(duì)稱一維加熱時(shí)就是中

14、心溫度。而受熱面過余溫度與初始過余溫度之比可計(jì)算出t t1200 6410.481t tsta1200 38又由Bi=0.5，查圖表A（書上圖2-23）,得Fo=1.6,A、cE用一個(gè)小型火焰爐燒嘴做燃燒特性試驗(yàn)，使用燃料為CH4，當(dāng)燃料流量為7 Nm3/h，空氣流量為50 Nm3/h，爐溫恒定在1150C,試計(jì)算該爐溫下的化學(xué)當(dāng)量比和空氣過 剩系數(shù)。解：空氣的摩爾質(zhì)量MWair=28.85，燃料C3H8的摩爾質(zhì)量MWair=44.096由CxHy（x?。?xCO2H2O,可以寫出CH4+2O2CO2+2H2O求化學(xué)當(dāng)量時(shí)的空燃比得到(3 55)cen0.4810.80.601而F。* B

15、* 2 IJ MJf列就 昶 酣御7d M no BO 150203曲Q J DC M 70C圖A（教科書上 圖2-23）平板一維加熱或冷卻時(shí)中心與初始過余溫度比于是F。1.60.1250.55 102909 s 0.808 h由丄tcenttstatcen28 854.76 (1 4/4)17.16 kg / kg(A /F)stoic4.76(xC3H8(273) =實(shí)際的空燃比化學(xué)當(dāng)量比空氣過剩系數(shù)沁1.287922.4160.714322.41.2879 50(A / F)0.7143 7MCH422.4(A / F )stic(A/F)17.1612.881.330.752kg/m3

16、kg/m312.881.33b.某廠加熱爐采用97%高爐煤氣和3%焦?fàn)t煤氣燃燒，兩種煤氣的濕組分見表。求混合煤 氣的低熱值并試算混合煤氣的理論燃燒溫度（可不考慮空氣和混合煤氣帶入的物理熱）高爐煤氣參數(shù)COH2CO2N2H2O20324503100焦?fàn)t煤氣參數(shù)COCH4H2CO2N2H2O72256393100耐火材料主要是按照什么來分類的，共有哪些類別？按照化學(xué)礦物組成分分類，主要有粘土質(zhì)（主要組分為SiO2和AI2O3）、高鋁質(zhì)（主要組分AI2O3）、硅質(zhì)（主要組分為SiO2）、鎂質(zhì)（鎂石質(zhì)，主要是MgO）及碳質(zhì)（主要組 分碳、石墨或碳化物）等8類。粘土質(zhì)（主要組分為SiO2和Al2O3）、

17、耐火材料中的主要組分以結(jié)晶狀態(tài)存在。如粘土質(zhì)耐火材料主要是SiO2和Al2O3以莫來石（3AI2O32SiO2）的結(jié)晶狀態(tài)存在。說明耐火燃料的使用性能（1）耐火度耐火度是耐火材料抵抗高溫不熔化的性能。耐火材料不是純物質(zhì)，不存在固定的熔點(diǎn)， 在高溫下是逐步熔化的。 先是低熔點(diǎn)成分熔化，隨著溫度升高，熔化量不斷增加；最后全部熔化。故耐火度是耐火材料熔融軟化到一定程度時(shí)溫度。（2）高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 是指耐火制品在高溫下承受壓力抵抗變形的性能。耐火制品的常溫耐壓強(qiáng) 度很高，但是在高溫下由于耐火制品內(nèi)部易熔雜志先熔化，導(dǎo)致耐火制品的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度顯著下降。高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要問題是溫度，因此，高溫結(jié)

18、構(gòu)強(qiáng)度不是以高溫下耐火制品所承受的壓力大小來判斷，而是以一定壓力下耐火制品開始軟化變形的溫度作為高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的 指標(biāo)，該溫度稱為荷重軟化開始點(diǎn)。（3）高溫化學(xué)穩(wěn)定性高溫化學(xué)穩(wěn)定性指耐火材料高溫下抵抗熔融爐渣、熔融爐塵、熔劑、金屬氧化物級(jí)爐內(nèi) 氣氛燈化學(xué)侵蝕的能力。 對(duì)耐火材料化學(xué)侵蝕的主要物質(zhì)是熔融爐渣，故耐火材料高溫化學(xué)穩(wěn)定性又稱為 抗渣性。熔渣侵蝕耐火材料是由于高溫下熔渣與耐火材料起化學(xué)反應(yīng)，生成易熔化合物，從耐火材料表面熔融下來，不斷暴露出新的侵蝕表面，使耐火材料有表面到內(nèi)部一層層被侵蝕。（4）耐急冷急熱性耐火制品抵抗溫度急變而不被損的能力，稱為耐急冷急熱性或熱穩(wěn)定性。急冷急熱使耐火制品

19、破裂原因是由于耐火制品的導(dǎo)熱性較差，內(nèi)外溫差大，因而內(nèi)外膨脹或收縮不均勻， 生成熱應(yīng)力，當(dāng)超過制品極限強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致破損。急冷時(shí)制品表層突然收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力， 急熱時(shí)表層猛烈膨脹而產(chǎn)生壓應(yīng)力，都引起表層崩裂、脫落。（5）高溫體積穩(wěn)定性耐火制品在生產(chǎn)過程中，物理和化學(xué)變化往往沒有進(jìn)行完結(jié)，在高溫使用過程中繼續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致耐火制品的體積發(fā)生收縮或膨脹，稱為重?zé)湛s或膨脹。 以其大小作為耐火制品高溫體積穩(wěn)定性的指標(biāo)。注意重?zé)湛s或膨脹是不可逆的，不同于一般熱脹冷縮。 耐火磚的重?zé)湛s或膨脹若過大，將引起爐體變形，甚至破壞，對(duì)于拱頂?shù)奈：Ω?。耐火材料種類有哪些？工業(yè)爐砌筑主要應(yīng)用的是哪種？粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)

20、、硅質(zhì)、鎂質(zhì)、碳質(zhì)、耐火混凝土、耐火水泥、耐火纖維、耐火空心粒、 特種耐火材料共10種。在工業(yè)火焰爐窯上廣泛應(yīng)用的是粘土質(zhì)耐火材料，約占耐火材料總 產(chǎn)量的6070%。粘土磚主要化學(xué)成分是什么？粘土磚主要化學(xué)成分為：SiO2:5065%;AI2O3:3048%，屬于硅酸鋁耐火材料，主要結(jié)晶組分為莫來石晶型（3AI2O32SiO2）,其余為Fe2O3、CaO、MgO、K2O與Na2O等氧化物雜質(zhì)所組成的非結(jié)晶玻 璃質(zhì)。一、填空（每題2分，共20分）1、 目前加熱爐煙氣余熱利用有兩個(gè)途徑預(yù)熱空、煤氣、蒸汽 分別采用換熱器、蓄熱室和余熱鍋爐_設(shè)備。2、 加熱爐的冷卻系統(tǒng)是由加_組成。冷卻方式分為水冷卻

21、和汽化冷卻_兩種。3、 在現(xiàn)代加熱爐設(shè)計(jì)中，力求加大水冷管間距，減少橫水管的 根數(shù)4、 工業(yè)爐用煙囪在投入使用之前一般要進(jìn)行烘烤_只有當(dāng)煙囪抽力不足時(shí)，才采用引風(fēng)機(jī)和噴射管_ 來幫助排煙。5、爐襯通常由 耐火層、保溫層、防護(hù)層和鋼結(jié)構(gòu)_幾部分組成。6、火焰爐一般由爐子熱_分組成7、 在連續(xù)式加熱爐上多采用吊頂（平頂）而不采用拱頂。加熱爐的爐底結(jié)構(gòu)型式基 本有兩種：（1）固定式爐底（2）移動(dòng)式爐底（機(jī)械化爐底）8、設(shè)計(jì)煙道時(shí)，必須充分考慮其斷面尺寸和密封絕熱問題。9、為了控制排煙量以調(diào)節(jié)爐膛壓力，煙道上必須設(shè)置煙道閘板。10、爐子鋼結(jié)構(gòu)一般是由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。二、概念（每題

22、2分，共10分）1、 熱量有效利用系數(shù)及熱量利用系數(shù)：有效利用的熱量（有效熱）與供給的熱量之比，叫做熱量有效利用系數(shù)或稱熱效率。遺留在爐子內(nèi)的熱量（有效熱和爐子內(nèi)熱損失之和）與供給的熱量之比，叫做熱量利用系數(shù)2、 換熱器的熱效率及溫度效率換熱器的溫度效率n溫是指被預(yù)熱氣體的預(yù)熱溫度與換熱器進(jìn)口廢氣溫度之比換熱器的熱效率n熱 又稱換熱器的熱回收率，它是指在換熱器中預(yù)熱氣體得到的熱量 與廢氣帶入換熱器的熱量之比3、 金屬加熱工藝：在壓力加工車間，金屬加熱的主要目的是提高金屬的可塑性。為實(shí) 現(xiàn)這一目的，金屬在加熱時(shí)采取的加熱溫度、加熱速度和加熱制度，就構(gòu)成了金屬加熱工藝。4、 金屬加熱溫度、加熱速度

23、和加熱制度：金屬加熱溫度是指加熱終了時(shí)金屬出爐前的表面溫度。金屬加熱速度通常是指加熱時(shí)表面溫度升高的速度，單位C/h（或cm/min）加熱制度通常用溫度制度和供熱制度兩種形式表示溫度制度是指金屬周圍的溫度（如爐氣溫度或爐溫）隨金屬加熱時(shí)間的變化； 供熱制度是指為保證溫度制度，所供給的熱量隨加熱時(shí)間的變化；如果金屬在爐膛內(nèi)是移動(dòng)的（如連續(xù)式加熱爐），則供熱制度也可以體現(xiàn)為爐子各段所供給的熱量分配三、回答下列問題（每題8分，共40分）1、火焰爐的基本要求有哪些？火焰爐熱工的研究對(duì)象是什么？具體解釋?；鹧鏍t的基本要求：（1）產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品要滿足要求；（2）燃料和其他能源的消耗要低；（3） 建爐投資和

24、運(yùn)行費(fèi)用要低；（4）要耐用；（5）操作人員要少；（6）勞動(dòng)條件要好；（7）污染 物的排放量要符合環(huán)境保護(hù)的要求。火焰爐熱工的研究對(duì)象是：在考慮生產(chǎn)要求的前提下，研究下列（1） （2） （3）三類變量以及它們之間的相互關(guān)系：爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)熱工過程參數(shù)f爐子的生產(chǎn)指標(biāo)熱工操作參數(shù)（1）（2）（3）（1） 爐子結(jié)構(gòu)（幾何形狀、尺寸、筑爐材料的種類等）和熱工操作（燃料量及其分配、 空氣量及其分配、閘門開啟度等）的變動(dòng)，會(huì)影響爐內(nèi)的熱工過程（傳熱、燃燒、 氣體運(yùn)動(dòng)）。而熱工過程的變動(dòng)又會(huì)影響爐子的生產(chǎn)指標(biāo)（產(chǎn)品質(zhì)量、單位生產(chǎn)率、 單位熱耗、爐子使用壽命、污染物的排放量等） 。2、請(qǐng)談?wù)動(dòng)绊憼t子生產(chǎn)率的熱工

25、因素有哪些。 熱工過程包括爐內(nèi)燃燒、氣體流動(dòng)和傳熱三個(gè)過程。在火焰爐爐膛中，單位時(shí)間傳給爐料（金屬）的熱量Q為44Q=C（T1/100） （T2/100）A2+a（TiT2） A2式中C,c=CX10-8爐氣、爐壁對(duì)爐料（金屬）的導(dǎo)出輻射系數(shù)，kJ/（m2K4）或W/（m2）;T1，T2爐氣和爐料（金屬）受熱表面的溫度，K；A2爐料（金屬）受熱面積，m2；a爐氣對(duì)爐料（金屬）的對(duì)流給熱系數(shù)，kJ/（m2hC）或/W/m2C）；q=a（TiT2）爐氣對(duì)爐料（金屬）的對(duì)流傳熱熱流由式（3-2）中可見，影響爐子生產(chǎn)率的熱工因素主要有下列四點(diǎn)/2） 爐氣和爐料間的輻射溫壓AT4=（T4iT42）;/3

26、） 爐氣、爐壁對(duì)爐料的導(dǎo)來輻射系數(shù)6；爐料受熱面積A2爐氣對(duì)爐料的對(duì)流傳熱熱流q。3、簡(jiǎn)述防止鋼過熱與過燒的措施。防止鋼過熱與過燒的措施有以下幾種：（1） 根據(jù)鋼的成分及零件的幾何形狀，制訂正確的加熱工藝制度并嚴(yán)格執(zhí)行。（2） 根據(jù)鋼的加熱溫度，為了防止過燒，最高加熱溫度應(yīng)比鋼的熔點(diǎn)至少低100200C。（3） 控制加熱爐的氣氛，使之不具有強(qiáng)烈的氧化性（4） 在火焰爐中，不得使火焰與加熱件直接接觸，以防止局部過燒。 過熱的鋼可以應(yīng)熱處理的方法進(jìn)行挽救， 而過燒是鋼已失去了晶間的結(jié)合力， 在任何情況下 都無法補(bǔ)救的廢品。4、簡(jiǎn)述工業(yè)爐的分類。燃料爐：1） 火焰爐：火焰或燃料產(chǎn)物占據(jù)爐膛一部分空間

27、，物料或工件占據(jù)另一部分空間。2）豎爐爐身直立，大部分空間堆滿塊狀物料，爐氣通過料 層的孔隙向上流動(dòng)。3） 流態(tài)化爐爐內(nèi)是細(xì)顆粒物料的流態(tài) 化床，氣體由下部通入。4） 浴爐爐內(nèi)盛液體介質(zhì)（熔鹽或 熔融金屬），工件浸入此介質(zhì)中進(jìn)行加熱。電 爐： 以電為熱源；按電熱轉(zhuǎn)換方式劃分為電阻爐、感應(yīng)爐、電弧爐三類自熱爐：爐料自身產(chǎn)生的熱量維持爐子的正常工作，如氧化轉(zhuǎn)爐等。5、爐子熱平衡的概念及編制爐子熱平衡的意義是什么？爐子的熱平衡,是熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）在爐子熱工上的應(yīng)用,即爐子（或者它的某一 局部）的熱量收入必定等于熱量支出. 1）為分析研究和評(píng)價(jià)爐子熱工作，了解熱量利用和損 失程度，為節(jié)能

28、和改進(jìn)熱工指標(biāo)；2）求出爐子燃料消耗量，為供熱、排煙、余熱回收系統(tǒng)提供設(shè)計(jì)依據(jù)；3）建立爐子或某個(gè)局部的熱平衡方程式及二者間關(guān)系，從中找出各熱工參 數(shù)間的關(guān)系。四、作圖問答題： （共20分）1、畫簡(jiǎn)圖說明加熱爐的組成。（10分）火焰爐一般由爐子熱工工藝系統(tǒng)、裝出料系統(tǒng)、熱工檢測(cè)及自動(dòng)控制系統(tǒng)等三部分組成爐子的熱工工藝系統(tǒng)是火焰爐最基本的組成部分。包括爐子的工作室（爐膛）、供熱系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)、油泵、管道、燃燒裝置等）、排煙系統(tǒng)（煙道、煙閘、換熱器、余熱鍋爐、煙囪、排煙2、畫圖簡(jiǎn)述步進(jìn)式加熱爐的步進(jìn)原理。與推鋼式加熱爐相比，步進(jìn)式加熱爐有哪些優(yōu) 點(diǎn)。（10分）。1）運(yùn)料靈活；2）加熱時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)快速

29、加熱；3）可加熱某些不便于推鋼的坯料；4）完全消除了翻爐和粘鋼現(xiàn)象5）可消除或在很大程度上減小黑印，料坯下表面也不會(huì)劃傷；6）在無水冷的步進(jìn)爐上，單位熱耗可減小，熱效率可提高。五.電爐部分題：（12分）1、電阻爐是直接與電源連接的導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)的電流，受導(dǎo)體的電阻作用而把電能轉(zhuǎn)變成熱能。按電流是否流過物料本身分直接作用電阻爐和間接作用電阻爐。感應(yīng)爐是位于交變電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)，因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流克服自身的電阻而產(chǎn)生熱把導(dǎo)體加熱。按是否采用鐵芯分鐵芯爐和無芯爐。電弧爐是利用電極間氣體電離形成電弧而把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?能，分間接作用電弧爐、直接作用電弧爐和埋弧式電弧爐。（4分）2、說明對(duì)電熱

30、體的一般要求.（4分）.機(jī)等）以及冷卻系統(tǒng)等1）具有較高的耐熱性2）具有較高的比電阻3）電阻溫度系數(shù)要小4）電熱體在高溫下必須 具有必要的化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度。3、什么是直接作用電阻爐的集膚效應(yīng)現(xiàn)象，解釋穿透深度的概念及其含義.（4分）導(dǎo)體通交流電時(shí)，電流沿導(dǎo)體截面分布是不均勻的，表面電流密度最大，中心電流密度最小，這種現(xiàn)象稱為交流電的集膚效應(yīng)。由于存在集膚效應(yīng)，交流電在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)單位面積的有功功率也是表層大而中心小，若導(dǎo)體的厚度或直徑很大時(shí)，有功功率的86.4%集中在厚度為3的表層內(nèi)，這個(gè)表面層厚度稱為穿透深度。、填空（每題2分，共20分）1、火焰爐一般由爐子熱工工藝系統(tǒng)、裝出料系統(tǒng)、熱工檢測(cè)

31、及自動(dòng)控制系統(tǒng)等三部分組成。2、在連續(xù)式加熱爐上多采用吊基（平頂）而不采用拱頂。迦熱爐的爐底結(jié)構(gòu)型式基本 有兩種：（1） 固定式爐底（2）移動(dòng)式爐底（機(jī)械化爐底）3、加熱爐排煙方式分 上排煙，下排煙；裝出料方式分端進(jìn)端出,端進(jìn)側(cè)出,側(cè)進(jìn)側(cè)出_ 。4、 為了控制排煙量以調(diào)節(jié)爐膛壓力，煙道上必須設(shè)置煙道閘板。5、 爐子鋼結(jié)構(gòu)一般是由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。6、爐襯通常由耐火層、保溫層、防護(hù)層和鋼結(jié)構(gòu) 幾部分組成。7、 加熱爐的冷卻系統(tǒng)是由加熱爐爐底的冷卻水管和其他冷卻構(gòu)件組成。冷卻方式分為 水冷卻和汽化冷卻兩種。8、 在現(xiàn)代加熱爐設(shè)計(jì)中，力求加大水冷管間距，減少橫水管的根數(shù)9、 工業(yè)

32、爐用煙囪在投入使用之前一般要進(jìn)行烘烤_只有當(dāng)煙囪抽力不足時(shí)，才采用 引風(fēng)機(jī)和噴射管_ 來幫助排煙。10、 目前加熱爐煙氣余熱利用有兩個(gè)途徑預(yù)熱空、煤氣、蒸汽_ 分別采用換熱器、蓄熱室和余熱鍋爐設(shè)備。二、概念（每題2分，共8分）1、金屬加熱工藝：在壓力加工車間，金屬加熱的主要目的是提高金屬的可塑性。為實(shí)現(xiàn)這一目的，金屬在加熱時(shí)采取的加熱溫度、加熱速度和加熱制度，就構(gòu)成了金屬加熱工藝。2、換熱器的熱效率及溫度效率：換熱器的溫度效率n溫是指被預(yù)熱氣體的預(yù)熱溫度與換熱器進(jìn)口廢氣溫度之比；換熱器的 熱效率n熱 又稱換熱器的熱回收率，它是指在換熱器中預(yù)熱氣體得到的熱量與廢氣帶入換 熱器的熱量之比3、 熱量

33、有效利用系數(shù)及熱量利用系數(shù)：有效利用的熱量（有效熱）與供給的熱量之比，叫做熱量有效利用系數(shù)或稱熱效率。遺留在爐子內(nèi)的熱量（有效熱和爐子內(nèi)熱損失之和）與供給的熱量之比，叫做熱量利用系數(shù)4、金屬加熱溫度、加熱速度和加熱制度：金屬加熱溫度是指加熱終了時(shí)金屬出爐前的表面溫度。金屬加熱速度通常是指加熱時(shí)表面溫度升高的速度，單位C/h（或cm/min）;加熱制度通常用溫度制度和供熱制度兩種形式表示，溫度制度是指金屬周圍的溫度（如爐氣溫度或爐溫）隨金屬加熱時(shí)間的變化；供熱制度是指為保證溫度制度，所供給的熱量隨加熱時(shí)間的變化；如果金屬在爐膛內(nèi)是移動(dòng)的（如連續(xù)式加熱爐），則供熱制度也可以體現(xiàn)為爐子各段所供給的熱

34、量分配三、回答下列問題（每題5分，共40分）1、請(qǐng)談?wù)動(dòng)绊憼t子生產(chǎn)率的熱工因素有哪些。熱工過程包括爐內(nèi)燃燒、氣體流動(dòng)和傳熱三個(gè)過程。在火焰爐爐膛中，單位時(shí)間傳給爐料（金屬）的熱量Q為44Q=C（T1/100） （T2/100）A2+a（TiT2） A2式中C,c=CX10-8爐氣、爐壁對(duì)爐料（金屬）的導(dǎo)出輻射系數(shù)，kJ/（m2K4）或W/（m2-K）;T1,T2爐氣和爐料（金屬）受熱表面的溫度，K;A爐料（金屬）受熱面積，m2；a爐氣對(duì)爐料（金屬）的對(duì)流給熱系數(shù)，kJ/（m2hC）或/W/m2-C）；q=a（T1T2）爐氣對(duì)爐料（金屬）的對(duì)流傳熱熱流由式/3-2）中可見，影響爐子生產(chǎn)率的熱工因

35、素主要有下列四點(diǎn)/1） 爐氣和爐料間的輻射溫壓AT4=（T41T42）；（2） 爐氣、爐壁對(duì)爐料的導(dǎo)來輻射系數(shù)b；3)爐料受熱面積A2爐氣對(duì)爐料的對(duì)流傳熱熱流q。2、簡(jiǎn)述工業(yè)爐的分類。燃料爐：1) 火焰爐火焰或燃料產(chǎn)物占據(jù)爐膛一部分空間，物料或工件占據(jù)另一部分空間。2)豎爐爐身直立， 大部分空間堆滿塊狀物料， 爐氣通過料層的 孔隙向上流動(dòng)。3)流態(tài)化爐爐內(nèi)是細(xì)顆粒物料的流態(tài)化床，氣體由下部通入。4)浴爐爐內(nèi)盛液體介質(zhì) (熔鹽或熔融金屬) ，工件浸入此介質(zhì)中 進(jìn)行加熱。電 爐： 以電為熱源；按電熱轉(zhuǎn)換方式劃分為電阻爐、 感應(yīng)爐、電弧爐三類 自熱爐：爐料自身產(chǎn)生的熱量維持爐子的正常工作，如氧化轉(zhuǎn)爐

36、等。3、影響爐膛高度的因素有哪些？爐膛過大或過小會(huì)有什么害處？ 影響爐膛高度的因素:結(jié)構(gòu)2.爐氣流速3.爐壓分布 爐膛大小對(duì)鋼坯加熱，燃料燃燒和爐膛本身壽命都有很大影響。從 爐內(nèi)氣體流動(dòng)來 講，火焰的高速噴出使得出口周圍造成一個(gè)低壓區(qū)。 爐膛過大將使火焰末尾以后的低溫氣流 返流到這個(gè)低壓區(qū)， 低溫氣流和火焰混合使火焰溫度降低， 不利于鋼料加熱。 這樣的回流為 大回流， 爐膛內(nèi)如果產(chǎn)生這種大回流， 我們就說爐氣沒有充滿爐膛。 爐膛過大還易使火焰偏 向某一邊，使火焰貼著爐頂或鋼坯流動(dòng)。相反， 爐膛過小會(huì)產(chǎn)生火焰沖刷爐襯和鋼料表面， 形成局部高溫， 于加熱質(zhì)量和爐襯壽命都 不利4、加熱爐常用爐型有哪

37、些？步進(jìn)式爐有幾種類型？ 環(huán)形加熱爐有哪些優(yōu)缺點(diǎn)，什么情況下要用環(huán)形爐加熱鋼坯？ 對(duì)鋼的加熱有哪些要求？加熱爐常用爐型:兩段式和三段式加熱爐；多段式加熱爐；步進(jìn)式加熱爐；環(huán)形加熱爐；實(shí) 底加熱爐步進(jìn)式爐類型:單面供熱步進(jìn)式爐，兩面供熱步進(jìn)式爐，鋼料可以翻轉(zhuǎn)的步進(jìn)式爐，交替步 進(jìn)式爐等等環(huán)形加熱爐優(yōu)缺點(diǎn)-優(yōu)點(diǎn)：1.可以加熱推鋼式加熱爐和步進(jìn)式加熱爐所不能加熱的異形坯， 如：車輪， 輪箍坯等等；2.可以根據(jù)需要改變鋼坯在爐內(nèi)的分布， 從而適應(yīng)需要的加熱制度， 因此在生產(chǎn)中有較大的靈活性。這種爐子適用于品種多，加熱復(fù)雜的合金鋼軋前加熱；3.加熱時(shí)間短，溫度均勻，沒有水冷黑印。此外，在整個(gè)加熱過程中，

38、氧化鐵皮不易掉落，這 些對(duì)于無縫鋼管坯的加熱都是適合的；4.環(huán)形路與推鋼式爐比較，爐子容易排空，可以避免鋼坯在爐內(nèi)長(zhǎng)期停留缺點(diǎn)：1).爐子是圓形的，占用廠房面積大；2).鋼坯在爐內(nèi)呈輻射狀間隔布置，爐底面積 利用率較低；3).爐子建造費(fèi)用較高 目前，環(huán)形加熱爐廣泛使用于鋼管坯穿孔前及模鍛坯鍛前加熱對(duì)鋼的加熱要求: 1).加熱溫度應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的溫度，不產(chǎn)生過熱和過燒2).坯料的加熱溫度應(yīng)沿長(zhǎng)度，寬度和整個(gè)斷面均勻一致3).鋼在加熱過程中所產(chǎn)生的氧化燒損應(yīng)最少5、爐子熱平衡的概念及編制爐子熱平衡的意義是什么？爐子的熱平衡,是熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律)在爐子熱工上的應(yīng)用,即爐子(或者它的某一 局

39、部)的熱量收入必定等于熱量支出. 1)為分析研究和評(píng)價(jià)爐子熱工作，了解熱量利用和損 失程度，為節(jié)能和改進(jìn)熱工指標(biāo)；2)求出爐子燃料消耗量，為供熱、排煙、余熱回收系統(tǒng) 提供設(shè)計(jì)依據(jù)；3）建立爐子或某個(gè)局部的熱平衡方程式及二者間關(guān)系，從中找出各熱工參 數(shù)間的關(guān)系。6、提高爐子熱效率的主要途徑是什么？減少爐膛廢氣帶走的熱量， 使供入爐內(nèi)的熱量最大限度地留在爐膛內(nèi)； 預(yù)熱空氣和煤氣；減少爐膛內(nèi)的各項(xiàng)熱損失。7、請(qǐng)說明連續(xù)加熱爐壓力制度。連續(xù)加熱爐壓力制度 現(xiàn)在連續(xù)加熱爐存在的問題之一就是爐頭吸風(fēng)和爐尾冒火問題， 這與爐膛壓力及其分布直接 相關(guān)。壓力分布包括沿爐長(zhǎng)和爐高上的壓力分布。 高度上的壓力分布主要決定于氣體的靜力平衡關(guān) 系，其基本規(guī)律是表壓力（厶P）上高下低。因此，位置愈低，愈易吸風(fēng)；位置愈高，愈易 冒火。沿爐長(zhǎng)方向上壓力分布的簡(jiǎn)化分析 沿爐長(zhǎng)方向上的壓力分布，主要決定于射流的作用和阻力的作用。 壓力分布的總趨勢(shì)是前低后高。 如果控制爐膛壓力太小， 則爐頭壓力過低， 甚至是負(fù)壓，將 吸入大量冷風(fēng)，降低均熱床溫度，冷卻料坯，增加氧化；如果控制爐膛壓太大，可減少爐頭 吸冷風(fēng)量， 但爐尾將冒火嚴(yán)重， 惡化操作條件。 這就是一般連續(xù)加熱爐爐壓分布特點(diǎn)所造成 的矛盾。一般爐子的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是靠均熱段爐頂壓力（通常保持在2025Pa）來調(diào)節(jié)煙閘的開啟度的：當(dāng)均熱段