太原理工大學熱工基礎(chǔ)復習

1、1.設(shè)有一窯墻，用粘土磚和紅磚兩種材料砌成，厚度均為230mm，窯墻內(nèi)表面溫度為1200 C,外表面溫度為100 C。試求每平方米窯墻的熱損傷。已知粘土磚的導熱系數(shù)為入 i=0.835+0.00058tW/ ( m. C),紅磚的導熱系數(shù)為入2=0.467+0.00051tW (m. C)。紅磚的允許使用溫度為700 C 以下，那么在此條件下能否使用？ 解：先假設(shè)交界面處溫度為600 C,則粘土磚與紅磚的導熱系數(shù)分別為:入=0.835+0.00058* 頃 頒=1.357 入 2=0.465+0.00051* 頒=0.642W/(m. C) TOC o 1-5 h z 1-2=2084 (W/

2、m)21200 T00用q= t/Rt(W/m 2)計算熱流為：q=02303.1 .3570. 642由于交界面處溫度是假設(shè)的，不一定正確，必須校驗，因為:t -t =q 所以 t =t -q 二=1200-2084*12擔3 =826 (C)1 22 11L2XA11求出的溫度與假設(shè)的溫度不符合，表示假設(shè)的溫度不正確，重新假設(shè)交界面溫度為830 C,則入 0.835+0.00058* 也=1.42 入 2=0.465+0.00051* 泌 =0.703W/(m. C) 2 2q =2249 (W/措)再校驗交界面溫度：12 =1200-2249* 0 23 =835 (C)1.42 120

3、0 100 0-23 0.2 1.42 0.703求出的溫度與假設(shè)溫度基本相符，表示第二次計算是正確的。由此可得出：1.通過此窯墻的熱流量為2249W/m 2.紅磚在此條件下使用不適宜。2.設(shè)某窯爐的耐火磚壁厚0.5m，內(nèi)壁面溫度為1000 C，外壁面溫度為0 C，耐火磚的導熱系數(shù)入=1.16* (0.1+0.001t ) W(m. C)試求通過爐壁的熱流 q解：先計算爐壁的平均溫度tav = =500 (C )1000 0t；上 1000 0, 1.74*1000=3480 (W/m)根據(jù)平均溫度t av值代入q=t得q= t=0.5-av3.兩無限大平行平面，其表面溫度分別為20 C及60

4、0 C,黑度均為0.8.試求這兩塊平行平面的1本身輻射，2投射輻射3.有效輻射4.凈輻射熱量解：兩無限大平行平面.=.小=1 F1=F2 t =20 C t =600 C (1)1板的本身輻射E1= 120 21 1(T1 ) =0.8*5.6690E 1 .C 411100(273+120 2=0.8)=334.2W/m1002板的本身輻射E2= ： 08 .C0住廣.669(873)4=26342.3W/m2E 2100100(2+3 )因為、，=22 =0平面1輻射出總能量全面投射在所以 J1=G2 J2 =G1 AR=1-0.2J = E +RG J = E +RGJ = E +RJ+

5、RJ11,0122,01,022,0J1=eE, +RGE2 0 +RJ1 ).J G2=J1=._eE1, 0R正2,011_R20.2* 26342.3 =5836.1W/m1-0.22G2=J2= E2 0 +RJ1=263423+02*58361=27509W/m2(4)Enet , 1=J 1-G1=-21673.4W/mEnet, 2=J2 -G2=21673.4W/m試求直徑為0.3m，黑度為0.8的裸氣管的輻射散熱損失，已知裸氣管的表面溫度為440 C,周圍環(huán)境溫度為10 C。解：裸氣管在空氣中對外窯墻輻射因為2=1=1Qnet1,2=12C(T14 F = C( T11,20

6、100二12 1 1 0 100t2 )4F =0.8*5.669(274100-4-) 4-( 273 10 ) 4*0.30*34.5352*(258439-6414)*0942=107669w每米輻射換熱q = 一nenet1,2L2 =10766.9w/m已知煤的收到基組成如下:組分Car Har Oar Nar Sar Mar Aar質(zhì)量（%）48 516 1.41811.6設(shè)1.燃燒時有機械不完全燃燒現(xiàn)象存在，灰渣中含C量為10%2.要求還原焰燒成，干煙氣分析中CO含量為5%計算，1.干煙氣及濕煙氣組成2.1Kg煤燃燒所需空氣量3.1Kg煤燃燒生成濕煙氣量

7、解：基準：100Kg煤。落入灰渣中C量為：11.6*10=1.29Kg100 -10至煙氣中C量為：48-1.29=46.7kg46.7 =3.89kmol12設(shè)其中x kmol C生成 CO，則（3.89-x）kmol C 生成 CO2生成煙氣的組成5 +18=3.5叫2 18N 1.4 +x+（3.89-X）+ 變-16 2 2822* 2 32（kmol）CO XO2-CO2 （3.89-X）*79=175-1.88X21總干煙氣量為：x+（3.89-x）+175-188x=21.39-188x 題中給出干煙氣中含CO為5%即： x =0.05 x=0.9821.39 1.88x1.煙氣

8、組成CO CO 之n2 H煙氣量 0.98 2.91 15.66 3.5干煙氣（%）5.014.9 80.15 - _16 *竺 *22.4 =4.43（Nm /Kg）*. =5.16（Nm 3/Kg）濕煙氣（%）4.2 12.6 68.0 15.2x空氣量： _ +（3.89-x）+22* 2 32濕煙氣量：（098+2.91+1566+35）已知煤的收到基組成如下:組分 Car Har Oar Nar Sar Aar Mar 質(zhì)量(%)72.0 4.4 8.0 1.4 0.3 4.9 9.0當a =1.2時，計算1KG煤燃燒時所需要空氣量，煙氣量，及煙氣組成。解基準：100KG煤。列表計算

9、如下：1KG煤燃燒所需要理論空氣量V := 686*100 *22.4=7.32(Nm3/kg) a10021實際空氣量V :Z 52 878Va= a V =1.2*7.32=8.78(Nm3/kg)理論煙氣量V0 :34.56V0 *22.4=7.74(Nm3/kg)100實際煙氣量V：V=41.8 *22.4=9.2 (Nm3/kg )100某倒焰窯所用煤的收到基組成為：組分 Car Har Oar Nar SarM Aar質(zhì)量(%) 72 64.8 1.4 0.3 3.6 11.9高溫階段在窯底處測定其干煙氣組成為：組分 CO 2 O2 n2體積(%) 13.6 5.0 81.4灰渣分

10、析：含c為17%，灰分為83%。高溫階段小時燒煤量為400Kg，計算該階段每小時煙氣生成量(Nm)及空氣需要量(Nm)基準：100kg煤煤中c量：72Kg灰渣中C量為：17/ 、11.9*=2.44 (kg)83設(shè)100kg煤生成干煙氣量為xNm，則：72=13.6*12+2.44 x=954Nm/100kg310022.4生成的水蒸氣=(6 + 3.6 ) *22.4=71.7 (Nm/100kg218煤)濕煙氣量=954+71.7=10263(Nm/100kg煤)3解：(1)煙氣量(Nm/h )根據(jù)c平衡：煤中c=煙氣量+灰渣中C小時濕煙氣生成量為：400 *1026=4104 (Nm/h

11、)100(2 )空氣量根據(jù)N平衡:2基準：100kg3,.(Nm/h空氣中)N+燃料中N=煙氣中N22煤煤中 N2 量為：L4 *22.4=1.12-(Nm)28379設(shè)100kg煤需空氣量為yNm，則空氣中N2量為=y (Nm)煙氣中N量為=281.4100100 x=0.814*954=776.6(Nm)根據(jù)N平衡：從上面看出燃料中N量為空氣中21.12+0.79y=776.6y=982N量比較，23(Nm/100kg很小，可以忽略，若忽略煤中 N量，2煤)982*100%=0.1%982則079y=7766Y=776,6 =983 (Nm/100kg 煤) 誤差=9830.79高溫保溫階

12、段小時空氣需要量為：期3*982=3928 (Nm/h100如圖，熱空氣在垂直等徑的管道中流動，管內(nèi)平均溫度為546 C，管外空氣溫 度為0 C，求:(1)熱空氣自上而下流動在截面2-2處的靜壓，并繪出1-1與2-2截面間的壓頭轉(zhuǎn) 變圖，已知1-1與2-2截面的摩擦阻力為4pa,截面1-1處的靜壓為-40pa.(2)熱空氣由下而上流動時在截面1-1處的靜壓，并繪出1-1與2-2截面間壓頭 轉(zhuǎn)變圖，已知2-2與1-1截面間的摩擦阻力為2pa,截面2-2處的靜壓為-100pa.解(1)在1-1和2-2截面建立兩流體伯努利方程，以1-1為基準面Hg1+hs1+hk1=hg2+hs2+hk2+hl1-

13、2因為等管徑，且垂直，所以W1=w2 hk1=hk2以1-1為基準面Hg1=0Hs1=hg2+hs2+hl1-2-40=Z2( P a- P 2)g+hs2+4Hs2=-40-10*(1.293-0431)*98-4與2-2壓頭轉(zhuǎn)變圖為=-128.47pa1-1(2 )熱空氣自下而上流動時：在1-1和2-2之間建立兩流體伯努利方程以1-1為基準面所以hg1=0因為垂直等管徑所以 hk1=hk2Hg2+hs2=hs1+hl1-2Z2( Pa- P 2)g-100=hs1+2Hs1=-17.53pa1-1與2-2截面壓頭轉(zhuǎn)變圖9.氣體通過小孔的流出:在1-1與2-2截面建立兩流體伯努利方程 以小孔軸向0-0為基準面小孔截面為F氣流最小截面為F2h