太原理工大学热工基础复习

1.有粘土砖和红砖做成的窑墙，厚度均为230毫米，窑墙内部表面温度为1200 ，外部表面温度为100 。寻找每平方米窑壁的热损伤。已知粘土砖的热导率为1=1=0.835 0.00058 tw/(m . c .)，红砖的热导率为 2=0.467 0.00051tw (m. c .)。红砖的允许使用温度在700以下的情况下能在此条件下使用吗？解决方案：首先，假设连接表面的温度为600 ，粘土砖和红砖的热导率分别为：1=0.835 0.00058 *=1.3572=0.465 0.00051 *=0.642 w/(m . c)热流计算为q=t/Rt(W/m2)。q=2084(W/m2)接头表面的温度是假设的，因此不一定准确，并且必须根据以下原因进行检查：T1-t2=q，因此T2=t1-q=1200-2084 *=826 (c)如果计算的温度与假定的温度不匹配，则假定的温度不正确，并且假定交叉接口温度为830 1=0.835 0.00058 *=1.422=0.465 0.00051 *=0.703 w/(m . c)Q=2249(W/m2)重新验证交叉接口温度：T2=1200-2249 *=835 (c)产生的温度基本上与假设温度相符，表示第二次计算正确。这是1 .通过此窑墙的热流量为2249W/m 2。红砖不适合在这个条件下使用。2.窑内耐火砖壁厚0.5米，内壁温度1000，外壁温度0，耐火砖的导热系数=1.16 *(0 . 1 . 0 . 001t)w(m . c)，测试通过火墙的热流q解法：首先计算炉墙的平均温度TAV=500 (c)根据平均温度TAV值，q=t deg q=t=*1000=3480(W/m2)3.2无限平行平面，表面温度分别为20 和600 ，黑度为0.8。求两个平行平面的一个自辐射。2个投影辐射3。有效辐射4。净辐射热解决方案：两个无限平行平面=1 F1=F2 t1=20c T2=600c=0.8(1)第一板的自发射E1=E0=. c0()4=0.8 * 5.669()4=334.2 w/m2第二板的自发射E2=E0=. c0()4=0.8 * 5.669()4=26422.3 w/m2(2 3)=0平面1因为整个能量全面投影在2上因此，J1=G2 J2=G1 a到r=1- 0.2J1=E1，0 Rg1 J2=E2，0 rg2 J1=E1，0 rj2 J2=E2，0 rj1J1=E1，0 R(E2，0 RJ1 ).J1=G2=J1=5836.1W/m2G2=J2=E2，0 rj1=26322.3 0.2 * 5836.1=2750.9 w/m2(4)Enet，1=J1-G1=-21673.4W/m2 Enet，2=J2-G2=21673.4W/m24.试试直径为0.3米，黑度为0.8的裸机辐射散热损失。据悉，裸机的表面温度为440，环境环境温度为10 。解决方案：空气中室外窑墙辐射的裸机因为2=1 12=1Qnatet 1，2=1，2c 0 ()4-()4 12 f1=1c0 ()4-()4 f1=0.8*5.669()4-()4*0.30*3.14=4.5352 *(2584.39-64.14)* 0.942=10766.9 w每米辐射传热qnet1，2=10766.9w/m已知煤的基本组成如下：组件Car Har Oar Nar Sar Mar Aar品质(%) 48 5 16 1.4-18 11.61.燃烧时有机械不完全燃烧现象，灰分中c含量为10%2.火焰燃烧减少要求，干烟气分析中CO含量为5%计算，1 .干燥烟气和湿烟气成分2.1公斤煤燃烧所需空气量3.1公斤煤燃烧产生湿式烟气量解决方案：基准：100千克煤。灰的c量为11.6 *=1.29公斤烟气中的c量为48-1.29=46.7千克=3.89kmol其中x kmol C设置为创建CO(3.89-x)时，kmol C将创建CO2建立烟气的组成(kmol)CO X CO2 (3.89-X)H2O=3.5 O2-N2 (3.89-X) -*=17.5-1.88X干燥烟气总量为x(3.89-x)17.5-1.88 x=21.39-1.88 x干烟气的CO为5%:=0.05 x=0.98烟气成分CO CO2 N2 H2O烟气量0.98 2.91 15.66 3.5干法烟气(%)5.0 14.9 80.1湿式烟气(%)4.2 12.6 68.0 15.22.风量：(3.89-x)- *=4.43 (nm3/kg)3.湿式烟气量：(0.98 2.91 15.66 3.5)*=5.16(Nm3/Kg)已知煤的基本组成如下：成分Car Har Oar Nar Sar Aar Mar质量(%) 72.0 4.4 8.0 1.4 0.3 4.9.0计算=1.2时1公斤煤燃烧所需的空气量、烟气和烟气组成。解决方案基准：100公斤煤。列表的计算方法如下：1公斤煤燃烧所需的理论风量V0a:Va0=*22.4=7.32(Nm3/kg)实际风量Va:Va=V0a=1.2*7.32=8.78(Nm3/kg)理论烟气量V0:V0=*22.4=7.74(Nm3/kg)实际烟气体积v:V=*22.4=9.2(Nm3/kg)火焰窑使用的煤的接收标准如下。组件Car Har Oar Nar Sar Mar Aar质量(%)72 6 4.8 1.4 0.3 3.6 11.9高温阶段是在窑底测量干燥烟气成分：成分CO2 O2 N2卷(%)13.6 5.0 81.4灰分析：c分为17%，灰分为83%。高温阶段的煤燃烧量为400千克，计算该阶段每小时产生的烟气(Nm3)和需要空气(Nm3)解法：(1)根据烟气量(Nm3/h) c平衡：煤的c=烟气灰分中的c基准：100公斤煤中c量：72公斤灰的c量为11.9*=2.44(kg)设定以100公斤煤产生xn m3:72=x * 2.44 x=954nm 3/100公斤煤产生的水蒸气=()*22.4=71.7(Nm3/100kg煤)湿式烟气=954 71.7=1026(Nm3/100公斤煤)每小时湿式烟气生成量：*1026=4104(Nm3/h)(2)风量(Nm3/h)N2基准平衡：空气中N2燃料中N2=烟气中N2基准：100公斤煤中的N2量：*22.4=1.12(Nm3)如果将100公斤煤中所需的风量设置为yNm3，则空气中N2的量为=y(Nm3)烟气中的N2量为=x=0.814*954=776.6(Nm3)基于N2的平衡：1.12 0.79y=776.6y=982(Nm3/100千克煤)如上所述，在燃料中，N2量小于空气中N2的量，可以忽略，在煤中，如果省略N2量，则0.79y=776.6y=983(Nm3/100公斤煤)错误=*100%=0.1%高温隔热阶段的空气需求：*982=3928(Nm3/h)8.例如，热空气在垂直等径的管道中流动，管的平均温度为546，管外空气温度为0 。(1)高温空气在剖面2-2中由上而下流动的静压力表示1-1和2-2剖面之间的压头转换，剖面1-1和2-2中的摩擦阻力为4pa，剖面1-1中的静压压力称为-40pa。(2)热空气从剖面1-1向上流动时，绘制1-1和2-2剖面之间的压头转换，2-2和1-1剖面之间的摩擦阻力为2pa，剖面2-2的压力为-100pb。解决方案(1)基于1-1和2-2部分中的1-1生成两个流体伯努利方程Hg1 hs1 hk1=hg2 hs2 hk2 hl1-2等管道直径，又垂直W1=w2 hk1=hk2基于1-1Hg1=0Hs1=hg2 hs2 hl1-2-40=Z2(a-2)g hs2 4Hs2=-40-10*(1.293-0.431)*9.8-4=-128.47pa1-1和2-2压力头转换图(2)热空气自下而上流动时：在1-1和2-2之间建立双流体伯努利方程式基于1-1，因此hg1=0因为管道直径，例如垂直所以hk1=hk2Hg2 hs2=hs1 hl1-2Z2(a-2)g-100=hs1 2Hs1=-17.53pa1-1和2-2截面压头转换图9.通过小孔的气体流出：在1-1和2-2剖面中建立双流体伯努利方程式相对于孔轴0-0小孔截面f气流最小截面F2/=F2Fhg1 hs1 hk1=Hg2 hs2 hk2 HL1-1截面f1？w1w2 w1=0；hk1=0Z1=z21=2；hg1=Hg2p2=pahs2=0伯努利方程可以简化为：hs1=hk2HLP1-pa=w2w2W2=11 2(P1-Pa)=11w2=2(P1-pa)=流经小孔f截面的气体体积流量v为v=F2 w2=F22(P1-pa)=f2(P1-pa)=uf2(P1-pa)通过小孔吸入气体：在1-1和2-2剖面中建立双流体伯努利方程式相对于孔轴0-0小孔截面f气流最小截面F1/=F1FHg2 hs2 hk2=hg