上篇热工基础概述一、课程的性质任务1、什么是热工过程,什么是热.DOCVIP

上篇 热工基础 概述 课程的性质任务 什么是热工过程,什么是热工设备? 热的来源、传递、利用过程；产生热量、利用热量的设备；包含的内容有：研究系统的工作介质、体系的性质以及做功等 2、该门课的性质：专业基础与技术课 课程的任务：是将热力学的基本原理知识、流体力学的基本知识与工程实际上的热工设备相结合，研究热工过程中的各参数变化情况。也就是说将讨论与热工过程有关的气体流动性质、气体性质、热的产生，传递、交换及过程中的物质交换等。 3、研究内容 二、课程特点： 强调“三传一反的能量交换”：动量、质量、热量传递、燃烧与烧成反应。 强调基本： 基本概念、基本定律、基本方法、基本理论知识 强调分析问题、解决问题的能力。 课程的主要研究方法 1．数学方法数值求 解； 2．分析方法 3．模型方法 4．类比方法量传递的类比等。 1、掌握本专业中所用的热工理论知识，用所学的知识解决工程中出现的问题。2、在该基础上进一步的深入研究创新，开发新型的热工设备 五、本课程的基本要求 1、注重研究的方法和思路本理论的来龙去脉，强调概念明确、思路清晰。 2、注重理论应用与理论。 3、答疑、作业、课堂讨论、考试 第一章　气体力学在窑炉中的应用（10学时） 第二章 传热原理（22学时） 第三章 质量原理（2学时，自学） 第四章 燃料及其燃烧过程与设备（12学时） 第五章 干燥过程及设备（10学时） 第六章 物料烧成与窑炉（18学时） 小结(1学时） 实验（？学时） 七、教材及教学参考书 教材 ：孙晋涛编 《硅酸盐热工基础》武汉工业大学出版社 （1） 沈慧贤 胡道和 主编 《硅酸盐热工工程 》武汉工业大学出 版社 （3）姜金宁编 《热工过程与设备》 冶金工业出版社 （4）杨世铭编 《传热学》 人民教育出版社 （5）韩昭论主编 《燃料及燃烧》 冶金工业出版社 （6）胡道和 编 《水泥工业热工设备》武汉工业大学出版社 （7）刘振群 《陶瓷工业热工设备》武汉工业大学出版社 （8）孙曾绪 《玻璃工业热工设备》武汉工业大学出版社 第一章 气体力学在窑炉中的应用 内容：研究气体流动规律及相应的热工流动设备。 第一节气体的属性与气体流动的基本理论 一、气体的物理属性 1、压缩性与膨胀性膨胀性 ——气体受压、遇冷收缩，受热、减压膨胀的 性质。 膨胀性：气体体积随温度变化的特性 一般情况下,在温度不过低（T-20℃），p200atm） pv=RT 其中，R=8314.3/M (J/kg.K)，P--Pa,T--(K) 或： 讨论：： 1) T=C时，等温过程，既p/ρ=C， p↑， ↑ ，p变化较小时，气体的密度变化也很小，可以认为是不可压缩气体。一般地：将压强变化小于10%的气体均看作是不可压缩气体。 在建材行业中：窑炉中的气体可看作是不可压缩气体；在某些高压喷嘴中，应将气体视作可压 2). p=C时， ρT=C，说明密度与温度成反比，也说明气体具有膨胀性 当T↑，↓ ， 问题： 100℃的空气与20℃的空气那个密度大? 表明同一种气体不同状态下压强与密度、温度成积之比为一常数若气体在标准状态（t0=0℃，p0=1atm）p，t时的参数之间的关系为： 4) 若气体在管内流动，则 即： （1） 将其代入则有： 2、粘性 1） μ- 动力粘度或动力粘滞系数。 单位:N.s/m2kg/m.s或Pa.s 与动力粘度μ对应的是运动粘度υ， 2）混合气体的粘度 式中，n——混合气体的种类数； μm——混合气体的粘度； Mi、αi、μi——混合气体中各组分的分子量、体积百分数、粘度。 3）影响黏度的因素 温度T 气体：主要取决于分子热运动， 温度T 3.气体的浮力 气体：考虑其浮力的影响。 例如：两个同样大小的流体柱，高10m,截面积为1m2 气体流动的基本理论 质量守恒原理　——连续性方程 热力学第一定律——能量方程（柏努利方程） 牛顿第二定律　——动量方程 连续性方程:在流场中取一微元体,以微元体的中心为坐标园点,微元体中心的气体物理参数,密度为ρ,速度为:ux,uy, uz,则在微元体的左、右两则面及其它几个面上的参数如图所示。 以x 气体流出微元体的质量： 则流入流出微元体的质量差值： 经简化：在x方向上的质量变化为： 同理：在y方向上有： 在z 则单位时间内通过微元体的总质量变化率： 与此同时：微元体内由于气体的流入与流出，引起的本身质量变化为： 根据质量守衡定律有：= 经整理得： 方程适用条件