無(wú)機(jī)材料熱工基礎(chǔ)習(xí)題庫(kù)

1、“無(wú)機(jī)材料熱工基礎(chǔ)”課程習(xí)題庫(kù)第一章 氣體力學(xué)在窯爐中的應(yīng)用思考題1. 窯爐系統(tǒng)氣體流動(dòng)有何特點(diǎn)？將伯努利方程應(yīng)用于窯爐系統(tǒng)的氣體應(yīng)注意哪些條件?二氣流伯努利方程有什么特點(diǎn)? 2. 窯爐系統(tǒng)內(nèi)的“窯壓”大小與哪些因素有關(guān)?在生產(chǎn)實(shí)踐中是如何調(diào)窯壓的？窯壓大小對(duì)生產(chǎn)過(guò)程由什么影響。 3. 在窯爐系統(tǒng)中氣體垂直流動(dòng)時(shí)的分流法則是什么?，此法則的適用條件是什么? 4. 音速、馬赫數(shù)Ma都是表示氣體可壓縮程度的參數(shù)，二者之間有何不同? 5. 為什么亞音速氣流無(wú)論在多長(zhǎng)的收縮管道中流動(dòng)都不能獲得超音速氣流? 6. 在超音速流動(dòng)中，速度隨斷面積增大而增大的物理實(shí)質(zhì)是什么? 7. 亞音速氣流在縮擴(kuò)噴嘴中流動(dòng)

2、獲得超音速的條件是什么? 8. 煙囪的“抽力”與哪些因素有關(guān)?若煙氣的溫度相同、同一座煙囪的抽力是夏季大還是冬季大? 9. 若煙氣與環(huán)境氣溫都不變，煙囪的抽力是晴天大還是雨天大?為什么? 10.為什么同樣規(guī)模的煙囪在沿海地區(qū)能正常工作而在內(nèi)地高原地區(qū)卻達(dá)不到原有的排煙能力? 11. 家里燃?xì)庠畹慕Y(jié)構(gòu)如何？燃?xì)庠畹囊淮慰諝饬课朐硎鞘裁矗咳绾握{(diào)節(jié)一次空氣量的大??？作業(yè)題1. 熱氣體在一垂直的等直徑管內(nèi)自下而上流動(dòng)，管內(nèi)氣體的平均溫度為500，管外空氣溫度為20。試求22截面上的靜壓并畫(huà)出相應(yīng)的壓頭轉(zhuǎn)換圖。設(shè)11截面在上方，11與22截面之間的距離為10m，壓力損失為6Pa。 2. 某窯爐的窯墻

3、厚為240mm，窯墻上下各有一個(gè)直徑為200mm的小孔，兩個(gè)孔間垂直距離為lm，窯內(nèi)氣體溫度為1000，煙氣標(biāo)態(tài)密度為1.32kg/Nm3，外界空氣溫度20，窯內(nèi)零壓面在兩個(gè)小孔垂直距離的中間。求通過(guò)上下兩個(gè)小孔的漏氣量。 3. 壓縮空氣從裝有一管嘴的氣罐中流入大氣，氣罐中的壓力p1=7105Pa，溫度20，求流出速度（Pa=1.05105Pa，管嘴速度系數(shù)j=0.9）； (1) 管嘴為收縮管；(2) 管嘴為拉伐爾管。4. 已知煙囪高度35m，上口直徑1m，流速為2 Nm/m，煙囪下口直徑為上口直徑的兩倍，煙囪內(nèi)煙氣平均溫度為273，煙氣在煙囪內(nèi)流動(dòng)時(shí)摩擦阻力系數(shù)為0.05，煙囪外界溫度20，

4、密度1.20kg/m3，求煙囪底部的負(fù)壓。 5. 某窯爐的煙氣量為8000Nm/h，煙氣密度為1.34kg/Nm3，煙囪底部的煙氣溫度為400，系統(tǒng)總阻力為180Pa，夏季空氣最高溫度為38，計(jì)算煙囪的直徑和高度。6. 無(wú)焰燒嘴用高爐煤氣作噴射劑，助燃空氣為被噴射氣體，煤氣燃燒所需空氣量為2Nm3/s，煤氣與空氣溫度均為27，煤氣密度為0.9kg/m3，燃煤氣量為600 Nm3/h，要求P4-P2=500Pa，試設(shè)計(jì)噴射器的主要尺寸，并計(jì)算煤氣所需壓力P1。第二章 燃料及其燃燒 思考題1. 燃料中的氧是否越多越好，為什么？ 2. 固體燃料燃燒的組成為何要用四種基準(zhǔn)？它們各適用于那種場(chǎng)合? 3.

5、 燃料的高低位熱值有何區(qū)別？ 4. 什么是液體燃料的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、著火點(diǎn)？ 5. 什么是著火溫度？ 6. 有人認(rèn)為燃料發(fā)熱量越高，其理論與實(shí)際燃燒溫度也越高。分析該說(shuō)法是否正確并說(shuō)明原因。 7. 試分析火焰面內(nèi)溫度、濃度與化學(xué)反應(yīng)速度的變化情況。 8. 試提出工業(yè)窯爐中強(qiáng)化燃燒過(guò)程的主要途徑。 9. 使用高壓介質(zhì)霧化油燒嘴時(shí)，對(duì)霧化劑有何要求?說(shuō)明原因。 10. 提高燃燒室燃燒溫度的措施有哪些？ 作業(yè)題1.已知煤的干燥無(wú)灰基組成（）為： Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7 收到基時(shí)水分Mar=3.5，干燥基時(shí)灰分Ad=8.2。 求：收到基

6、時(shí)Car 的百分含量。2. 已知某窯用煤的成分分析為： 組分 Car Har Oar Nar Sar Mar Aar 質(zhì)量(%) 77 3.0 3.6 3.4 1.0 8.0 4.0 若實(shí)際燃燒過(guò)程中過(guò)?？諝庀禂?shù)a=1.11；試計(jì)算每kg燃料燃燒? （1）所生成的實(shí) 際干煙氣量及組成；（2）所需的實(shí)際空氣量。3. 已知某窯用煤的成分分析為： 組分 Car Har Oar Nar Sar Mar Aar 質(zhì)量(%)72 4.0 6.4 8.2 9.4試計(jì)算當(dāng)=1.25時(shí)（1）每kg燃料燃燒所生成的干煙氣量。（2）所需的實(shí)際空氣量。4. 某窯爐使用發(fā)生爐煤氣為燃料，其組成(%)為： CO2 CO

7、H2 CH4C2H4 O2 N2 H2S H2O 5.6 25.9 12.7 2.5 0.4 0.2 46.9 1.4 4.4 燃燒時(shí)空氣過(guò)剩系數(shù)為1.1，計(jì)算： (1) 燃燒所需實(shí)際空氣量； (2) 實(shí)際生成濕煙氣量； (3) 干煙氣及濕煙氣組成百分率。 5. 上題當(dāng)高溫系數(shù)為85%，空氣、煤氣均為20，計(jì)算實(shí)際燃燒溫度。若空氣預(yù)熱至 1200，此時(shí)實(shí)際燃燒溫度較不預(yù)熱時(shí)提高了多少。 6. 某窯爐用煤作燃料，其收到基組成為： 組分 Car Har Oar Nar Sar Aar Mar w% 72 6 4.8 1.4 0.3 11.9 3.6 實(shí)際測(cè)得燃燒后的干煙氣組成為(V)：CO2 13

8、.6，O2 5.0，N2 81.4。煤灰中含碳17、灰83，小時(shí)燃煤量為400kg，試計(jì)算每小時(shí)實(shí)際煙氣量和實(shí)際空氣量。 7. 已知某固體燃料燃燒所需理論空氣量為11Nm3/Kg，產(chǎn)生的理論煙氣量為12 Nm3/Kg，今測(cè)得其干煙氣組成為(V)：CO2 7.95%、CO 0.42%、O2 4.05%、N2 87.58%，求燃燒產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量。第三章 傳熱原理 思考題 1. 傅立葉定律能否應(yīng)用于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱? 2. 為什么多層平壁中溫度分布曲線不是一條連續(xù)的直線，而是一條折線? 3. 天氣晴朗干燥時(shí)，將被褥晾曬后使用會(huì)感到暖和，如果晾曬后再拍打一陣，效果會(huì)更好，為什么? 4. 對(duì)流換熱熱阻和導(dǎo)熱

9、熱阻的概念是否一致? 5. 在傅立葉定律中作為比例系數(shù)出現(xiàn)的導(dǎo)熱系數(shù)是物體的物理性質(zhì)參數(shù)，而在牛頓冷卻定律中作為比例系數(shù)出現(xiàn)的對(duì)流換熱系數(shù)a卻不是物理性質(zhì)參數(shù)，為什么? 6. 什么是Nu準(zhǔn)數(shù)?主要用來(lái)求什么值? 7. 平頂建筑物中，頂層天花板表面與室內(nèi)空氣間的換熱情況在冬季和夏季是否一樣?為什么? 8. 在一保持20室溫的房間里，夏季穿單衣感到很舒適，在冬季卻一定要穿絨衣才覺(jué)舒適，試從傳熱的觀點(diǎn)分析其原因。 9. 窗玻璃對(duì)紅外線幾乎是不透明的，但為什么隔著玻璃曬太陽(yáng)卻使人們感到暖和? 10. 輻射換熱角系數(shù)的含義是什么? 11. 試從傳熱學(xué)的角度分析熱水瓶膽的保溫作用一般瓶膽是鍍銀的真空夾層玻

10、璃)。 12. 根據(jù)克?；舴蚨桑殷w的黑度越大，吸收率越高，但為什么增加表面的黑度可以增加輻射換熱量? 13. 任意位置兩表面之間用角系數(shù)來(lái)計(jì)算輻射換熱，這對(duì)物體表面作了哪些基本假定? 14. 為提高測(cè)量精度，用熱電偶測(cè)量熔窯內(nèi)溫度時(shí)，應(yīng)采用一些什么措施? 15. 氣體輻射有哪些特點(diǎn)?平均射線行程的定義是什么? 16. 實(shí)際換熱過(guò)程總是綜合傳熱過(guò)程，但在前面討論對(duì)流換熱問(wèn)題時(shí)卻總將輻射換熱排除在外。試問(wèn)，能否認(rèn)為這種討論問(wèn)題的方法不恰當(dāng)? 作業(yè)題1. 某窯爐爐墻由耐火粘土磚、硅藻土層與紅磚砌成，硅藻土與紅磚的厚度分別為40mm和250mm，導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.13和0.39W/(m)，如果不用

11、硅藻土層，但又希望爐墻的散熱維持原狀，則紅磚必須加厚到多少毫米? 2. 某廠蒸汽管道為虹755的鋼管，外面包了一層95mm厚的石棉保溫層，普壁和石棉的導(dǎo)熱系數(shù)分別為50、0.1W/(m)，管道內(nèi)表面溫度為300。保溫層外表面溫度為30，試求每米管長(zhǎng)的散熱損失。在計(jì)算中能否略去鋼管的熱阻，為什么 3. 有一水泥立窯，內(nèi)層為粘土磚，外層為紅磚，其尺寸為d1=2m、d2=2.69m，d3=3.17m，測(cè)得該斷面內(nèi)表面溫度為1100，外壁溫度為80，求交界面處的溫度。 4. 某管道外徑為2R，外壁溫度為t1，如果外包兩層厚度均為R（即2=3=R）導(dǎo)熱系數(shù)分別為2和3（2/3=2）的保溫材料，外層外表面

12、溫度為t2，如果將兩層保溫材料位置對(duì)調(diào)，其他條件不變，保溫情況變化如何？由此得出什么結(jié)論。5. 有兩根同樣材料制成的等長(zhǎng)度水平圓管，具有相同的表面溫度，在空氣中自然散熱，兩管的外徑相差8倍，若兩管都遵循同一準(zhǔn)則方程式：Nu=0.53Gr0.25，則兩管的對(duì)流換熱系數(shù)相差幾倍。6. 兩根不同直徑的蒸汽管道，外面都覆蓋一層厚度相同、材料相同的熱絕緣層。如果管子表面及熱絕緣層外表面的溫度都相同，試問(wèn)：兩管海米長(zhǎng)度熱損失相同嗎?若不相同，哪個(gè)大?試證明之。7. 水平放置外徑為0.3m的蒸汽管，管外表面溫度為450，管周?chē)臻g很大，充滿著50的空氣。試求每米管長(zhǎng)對(duì)空氣的自然對(duì)流熱損失(不考慮輻射散熱)。8. 有一水平放置的空氣夾層，夾層厚度為20mm，熱面溫度為130，冷面溫度為30。試求：(1)熱面的下邊，冷面在上邊時(shí)的對(duì)流換熱量；(2)熱面在上邊，冷面在下邊時(shí)的對(duì)流換熱量。 9. 空氣以10m/s的速度流過(guò)直徑為50mm、長(zhǎng)為1.75m的管道，管壁溫度為150，如果空氣的平均溫度為100，求對(duì)流換熱系數(shù)。10.求兩個(gè)無(wú)限大平行板間的本身輻射、有效輻射、投射輻射、凈輻射。已知兩個(gè)無(wú)限大平行板溫度分別為1000和200，黑度均為0.8。 11.將上題中的兩平板中安放一塊黑度為0.05的遮熱板，試求這兩無(wú)限大平行平面間的凈輻熱量