《無機(jī)材料熱工基礎(chǔ)》習(xí)題及答案

《無機(jī)材料熱工基礎(chǔ)》習(xí)題及答案一、名詞解釋1.理想流體流體無粘性、完全不可壓縮，運(yùn)動時無抵抗剪切變形的能力。2.紊流流體質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動，并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的旋渦，且出現(xiàn)脈動。3.燃點(diǎn)用火源接近油表面時，藍(lán)光閃現(xiàn)后能持續(xù)燃燒（不少于5秒），此時的油溫稱為燃點(diǎn)。4.露點(diǎn)溫度一定壓力下，將不飽和空氣等濕降溫至飽和，出現(xiàn)第一滴露珠時的溫度稱為該空氣的露點(diǎn)溫度，以td表示。5.強(qiáng)制對流若流體的運(yùn)動是由于受到外力的作用(如風(fēng)機(jī)、水泵或其它外界壓力等)所引起。6.氣幕氣幕是指在隧道窯橫截面上，自窯頂及兩側(cè)窯墻上噴射多股氣流進(jìn)入窯內(nèi)，形成一片氣體簾幕。7.灰分灰分是指燃料中不能燃燒的礦物雜質(zhì)。8.有害傳熱（考有益?zhèn)鳠幔煔鈱崃恳詫α鬏椛浞绞絺鹘o窯體，窯體以穩(wěn)定導(dǎo)熱方式傳導(dǎo)給窯外壁，外壁再以對流輻射方式傳熱給周邊環(huán)境。9.匣缽在燒制陶瓷器過程中，為阻止氣體及有害物質(zhì)對坯體、釉面的破壞及污損，將陶器和坯體放置在耐火材料制成的容器中焙燒，這種容器即稱匣缽。10.著火溫度由緩慢的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯×业难趸磻?yīng)的瞬間，轉(zhuǎn)變時的最低溫度。二、填空題1.壓頭損失可分為摩擦損失和局部損失兩類。2.在超音速拉伐爾噴管中，在拉伐爾噴管的擴(kuò)張部分達(dá)到音速。3.物料中的水分結(jié)合方式為結(jié)合水，非結(jié)合水。4.玻璃的生產(chǎn)包含原料的制備，玻璃液熔制，玻璃產(chǎn)品的成型，玻璃制品的退火四個過程。5.隧道窯的三帶為預(yù)熱帶，燒成帶，冷卻帶。6.燃料可分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料。7.灰分有、、、、。三、簡答題1.影響玻璃液流動的因素有？（考玻璃液的分隔裝置優(yōu)點(diǎn)？）①窯的溫度制度和散熱情況。②玻璃液ρ和μ以及隨溫度變化的情況。③玻璃液的透熱性與導(dǎo)熱性。無色玻璃液面溫降3~10℃/cm，池底0.5℃綠色玻璃液面8~15℃/cm，池底3~4℃④窯池結(jié)構(gòu)與尺寸。如窯深、窯坎。⑤加料與出料。2.影響水泥生產(chǎn)過程中爐內(nèi)CaCO3分解速度的因素為？（考水泥回轉(zhuǎn)窯的缺點(diǎn)）⑴分解溫度：溫度越高，分解越快。⑵濃度：爐內(nèi)CO2的濃度，濃度越低，分解越快。⑶粉料的物理化學(xué)性質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶粗大的石灰石分解速度較慢。⑷顆粒直徑越大，接觸表面積越小，分解所需的時間越長。⑸生料的分散懸浮程度：懸浮分散性差，相當(dāng)于加大了顆粒尺寸，改變了分解過程性質(zhì)，從而降低了分解度。3.超臨界干燥的優(yōu)點(diǎn)有？①可以在溫和的溫度條件下進(jìn)行，故特別適用于熱敏性物料的干燥。②能夠有效地溶解而抽提大分子量、高沸點(diǎn)的難揮發(fā)性物質(zhì)。③通過改變操作條件可以容易地把有機(jī)溶劑從固體物料中脫去。4.火焰池窯中的舌頭起什么作用？①起改變空氣、煤氣為小平運(yùn)動方向的調(diào)向作用；②分隔空氣、煤氣，并調(diào)節(jié)它們的混合狀態(tài)；③控制火焰長度和火焰剛度。5.匣缽裝燒的缺點(diǎn)是什么？⑴使氣流的對流換熱系數(shù)減小，匣內(nèi)對流為緩慢的自然對流；⑵在氣體對制品的輻射傳熱中起遮熱罩的作用，削弱了有益?zhèn)鳠?。故?yīng)盡可能取消匣缽，采用無匣裸燒，以達(dá)到快燒和降低能耗的目的。6.強(qiáng)化爐中物料輻射傳熱的措施有？①適當(dāng)提高煙氣溫度。②增大煙氣與物料接觸的表面積，提高物料的黑度；采用反射隔熱罩，減少輻射熱損失。③提高煙氣的黑度。四、計(jì)算題1.總壓為101.3kPa，溫度為20℃的濕空氣的水蒸氣分壓為2.33kPa1）該濕空氣的濕含量X及相對濕度2）若此時將濕空氣加熱至60℃3）這題對實(shí)際干燥有什么指導(dǎo)意義。注：20℃和60℃時水的飽和蒸汽壓分別為2.33kPa和解：（1）20℃又20℃時水的飽和蒸汽壓為說明該濕空氣已達(dá)飽和，不能作為干燥介質(zhì)。（2）60℃故濕度不變，仍為0.0146kg水汽/kg干空氣。又60℃時水的飽和蒸汽壓為19.92kPa說明該濕空氣相對濕度減小，又可做干燥介質(zhì)。（3）濕空氣的溫度升高后，其中的水汽分壓不變，但水的飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增加，因此，值減小，載濕能力增強(qiáng)，即升溫對干燥有利。2.在一連續(xù)干燥器中，每小時處理濕物料2000kg，要求將含水量由10%減至2%（均為濕基）。以空氣為干燥介質(zhì)，進(jìn)入預(yù)熱器時新鮮濕空氣的溫度與濕含量分別為15℃和0.01kg/kg干氣（壓力101.3kPa），離開干燥器時廢氣的濕含量為0.08kg/kg（1）水分蒸發(fā)量；（2）新鮮濕空氣消耗量（以質(zhì)量表示）；（3）干燥產(chǎn)品量。解：（1）物料的干基含水量：絕干物料量水分蒸發(fā)量（2）絕干空氣用量：新鮮濕空氣用量：（3）干燥產(chǎn)品量3.已知發(fā)生爐煤氣組成（體積分?jǐn)?shù)%）如下表：COdH2dCH4dC2H4dCO2dO2dN2dH2Od29.015.03.00.67.50.242.02.7若1m3(1)理論空氣需求量(請寫出推導(dǎo)過程)(2)理論煙氣生成量(3)空氣消耗系數(shù)為1.2時的煙氣量及煙氣各成分的體積比。解：空氣組成為O2＝21％，H2＝79％，忽略CO2等少量氣體。（1）CO+1/2O2→CO2H2+1/2O2→H2OCH4+2O2→H2O+CO2C2H4+3O2→2CO2+2由上述方程式可得該爐煤氣完全燃燒的理論空氣需求量為Va0=1/0.21×[1/2CO+1/2H2+2CH4+3C2H4－O2]=4.76×[0.5×0.29+0.5×0.15+2×0.03+3×0.006－0.002]=1.41m3/m（2）該爐煤氣完全燃燒的理論煙氣生成量：V0=（CO+H2+3CH4+4C2H4+CO2+H2O+N2)+0.79Va0=(0.29+0.15+3×0.03+4×0.006+0.075+0.027+0.42)+0.79×1.41=2.19m3/m3（3）空氣消耗系數(shù)為1.2時實(shí)際空氣需求量Va=αVa0=1.2×1.41=1.69m3/m空氣消耗系數(shù)為1.2時實(shí)際煙氣生成量：V=Vo+(α-1)Vao=2.19+(1.2-1)×1.41=2.47m3/m煙氣組成：CO2%=(CO+CH4+2C2H4+CO2)/V×100%=(0.29+0.03+2×0.006+0.075)/2.47×100%=16.48%H2O%=(H2+2CH4+2C2H4+H2O)/V×100%=(0.15+2×0.03+2×0.006+0.027)/2.47×100%=10.08%N2%=(N2+0.79Va)/V×100%=(0.42+0.79×1.69)/2.47×100%=71.06%O2%=0.21(α-1)Va0/V×100%=0.21×(1.2-1)×1.41/2.47×100%=2.40%4.一硅酸鹽工業(yè)窯爐的供風(fēng)系統(tǒng)，已知：吸風(fēng)管內(nèi)徑為300mm，排風(fēng)管內(nèi)徑為400m