太原理工大学热工基础复习

1、1. 设有一窑墙，用粘土砖和红砖两种材料砌成，厚度均为230mm窑墙内表面温度为1200C，外表面温度为100C。试求每平方米窑墙的热损伤。已知粘土砖的 导热系数为入1=+ (m.C),红砖的导热系数为入2=+ (mC)。红砖的允许使用温度为700C以下，那么在此条件下能否使用 解：先假设交界面处温度为600C，则粘土砖与红砖的导热系数分别为：入 1 = + * 1200 600 =入 2 = + * 600 W/g. C )2 2用q= t/Rt(W/m 2)计算热流为：q=化=2084 (W/吊)1.35/0.642由于交界面处温度是假设的，不一定正确，必须校验，因为：11-t 2 =q

2、所以 12=t 1-q=1200-2084* 烂=826C)1 1.28- 1求出的温度与假设的温度不符合，表示假设的温度不正确，重新假设交界面温度为830C，则入 1 = + * 1200 826 =入 2 = + *826 100=W/(m. C)2 q =2249 (W/m)再校验交界面温度：12 =1200-2249*=835 (C)1200 1000. 230.231.420.703求出的温度与假设温度基本相符，表示第二次计算是正确的。由此可得出：1.通过此窑墙的热流量为2249W/m 2.红砖在此条件下使用不适宜。2. 设某窑炉的耐火砖壁厚，内壁面温度为 1000C，外壁面温度为0

3、C,耐火砖的 导热系数入=* (+) W(m.C)试求通过炉壁的热流q解：先计算炉壁的平均温度tav=t,=1虬。=500 (C )- - 22根据平均温度tav值代入q= t得q=4 t= 174*1000=3480 (W/吊)亠0.53. 两无限大平行平面，其表面温度分别为 20 C及600 C，黑度均为.试求这两块平行平面的1本身辐射，2投射辐射3.有效辐射4.净辐射热量解：两无限大平行平面i2= 2i = 1 F仁F2 t i=20C t 2=600C i= 2 = (1)1 板的本身辐射 Ei= iE)= i.Co(卫)4二* ( 273 20)4=mi100 1002板的本身辐射

4、E2= 2曰=2.Co( E)4=* ( 873)4=mi100 100(2+3)因为ii= 22=0平面1辐射出总能量全面投射在2上所以 Ji二G J2二G AR=1-Ji= Eiq+RG J2= E2,0+RGJi= Ei,0+RJ? J2= E2,0 +RJIJi= Ei,0 +R（ E?q+RJ ）.J1,01R 2,0R2G=Ji二334.2 0.2*26342.31 0.222=m2G=J2二 巳，o+RJ二+*=m2 2（4）Enet , 1二Ji-G=m Enet, 2=J2-G2=m4. 试求直径为，黑度为的裸气管的辐射散热损失，已知裸气管的表面温度为440C，周围环境温度为

5、10C。解：裸气管在空气中对外窑墙辐射因为 2 = 112=1Qnet1,2= i,2C0（卫）4-（卫）4 讦1二 iC0（卫）4-（卫）4Fi二 100 100 100 100*（ 274 440） 4 （ 273 10 ） 4*100 100=* 每米辐射换热 qneti,2 =Qneti2=m5. 已知煤的收到基组成如下:组分 Car Har Oar Nar Sar Mar Aar质量（%48516-18设1.燃烧时有机械不完全燃烧现象存在，灰渣中含C量为10%2.要求还原焰烧成，干烟气分析中 CO含量为5%计算，1.干烟气及湿烟气组成煤燃烧所需空气量煤燃烧生成湿烟气量 解：基准：10

6、0Kg煤。落入灰渣中C量为：100 10至烟气中C量为：二46.7 =V2设其中x kmol C 生成CQ贝卩（）kmol C生成CO生成烟气的组成(kmol) CO X CO 2H2O5+18=O 2 -2 18N2 /+ X+旦-I6* 79二总干烟气量为：x+ () +题中给出干烟气中含CO为2822*2 32215%即：-=x=21.39 1.88x1.烟气组成CO CO 2 N 2 H 2O烟气量干烟气（%湿烟气（%2.空气量：|+ () + 5 - 16* 100* 22.4 =(NnVKg)2*2 32211003.湿烟气量：（+） *卷=丽心）6. 已知煤的收到基组成如下：组分

7、 Car Har Oar Nar Sar Aar Mar质量（） 当a二时，计算1KG1燃烧时所需要空气量，烟气量，及烟气组成。解 基准：100KG煤。列表计算如下:1KG煤燃烧所需要理论空气量 V:6.86 100* 100 21=(Nm3/kg)实际空气量va:Va=a V°a=*=（Nm3/kg） 理论烟气量V： V0=3456*=（Nm3/kg）100实际烟气量V:v=418100*= (Nm3/kcj)7. 某倒焰窑所用煤的收到基组成为:组分 Car Har Oar Nar Sar Mr Aar质量（% 726高温阶段在窑底处测定其干烟气组成为：组分 CO 2 Q N2体积

8、（%灰渣分析：含c为17%灰分为83%高温阶段小时烧煤量为400Kg,计算该阶段 每小时烟气生成量（Nrh）及空气需要量（Nrh）解：（1）烟气量（Nrh ）根据c平衡：煤中c=烟气量+灰渣中C基准：100kg煤煤中c量：72Kg灰渣中C量为：*卫二（kg）83设100kg煤生成干烟气量为xNm,贝卩：72=x* + x=954Nm3/100kg煤10022.4生成的水蒸气二（6 +空）*= （Nrr/100kg煤）2 18湿烟气量=954+=1026（ Nrr/100kg 煤）小时湿烟气生成量为： 空°*1026=4104 （Nrr/h ）100（2）空气量（Nrr/h）根据N2平

9、衡：空气中N2+燃料中N2二烟气中N2基准：100kg煤煤中N量为：14*= （Nrh）28设100kg煤需空气量为yNrT,则空气中N量为二吗（Nrr）100烟气中N2量为二兰乂二水仝厶厶二（Nrr）100根据 N2平衡：+= y=982（ Nrr/100kg 煤）从上面看出燃料中N2量为空气中N2量比较，很小，可以忽略，若忽略煤中N2量,则二Y=7766=983（Nrr/100kg 煤） 误差=983 982*100%=%0.79982高温保温阶段小时空气需要量为：坐0 *982=3928（ Nrnfh ）1008. 如图，热空气在垂直等径的管道中流动，管内平均温度为546C，管外空气温度

10、为0C,求：（1） 热空气自上而下流动在截面2-2处的静压，并绘出1-1与2-2截面间的压 头转变图，已知1-1与2-2截面的摩擦阻力为4pa,截面1-1处的静压为 -40pa.（2） 热空气由下而上流动时在截面1-1处的静压，并绘出1-1与2-2截面间压 头转变图，已知2-2与1-1截面间的摩擦阻力为2pa,截面2-2处的静压为-100pa.解（1）在1-1和2-2截面建立两流体伯努利方程，以1-1为基准面Hg1+hs1+hk仁hg2+hs2+hk2+hl1-2因为等管径，且垂直，所以W仁w2 hk1=hk2以1-1为基准面Hg1=0Hs1=hg2+hs2+hl1-2 -40=Z2( p a

11、- p 2)g+hs2+4Hs2=-40-10*1-1与2-2压头转变图为V(2)热空气自下而上流动时：在1-1和2-2之间建立两流体伯努利方程以1-1为基准面所以hg仁0因为垂直等管径所以 hk1=hk2Hg2+hs2=hs1+hl1-2Z2( p a- p 2)g-100=hs1+2Hs1 =1-1与2-2截面压头转变图V9. 气体通过小孔的流出：在1-1与2-2截面建立两流体伯努利方程以小孔轴向0-0为基准面小孔截面为F气流最小截面为F2 £二睪hgl+hsl+hkl =hg2+hs2 + hk2+ 刀 hlV 1-1 截面 Fi>> 2-2 截面 F2 W*v W2 W仁Q. hk1=0 Z仁Z2 p 1= p 2 hg1 = hg2v P2=Pa hs2 =0伯努利方程可简化成hs1=hk2+Z hiP1-Pa爭 + 再 pV© =u= E ©通过小孔F截面流出的气体体积流量 V为V=FW=F2 帚=帚 =uF '气体通过小孔的吸入：在1-1与2-2截面建立两流体伯努利方程以小孔轴向0-0为基准面小孔截面为F气流最小截面为Fi &二辛hg2+hs2+hk2=di+hsi +hki+E hiv 2-2 截面 F2>> 1-1 截面 Fi W2< W1 W2=0 h