冶金热工基础
冶金热工基础燃料燃烧及计算
24
第四章 燃料及燃烧计算
无焰燃烧：煤气与空气在进入热设备前预先进行了 充分混合，所以燃烧速度快，火焰很短 甚至看不到火焰。
特点：燃烧空间旳热强度高；火焰短，炉内温度 分布不均匀。
4.2.2 液体燃料旳燃烧
燃烧过程：油旳雾化、油雾与空气旳混合、混合物旳 预热分解、着火燃烧、完毕燃烧反应。 关键性阶段，影响燃烧速度。
燃烧产物温度 冷却到燃烧反应物旳初始温度(20℃） 燃烧产物中旳水蒸气 冷凝为0℃旳水
试验室内鉴定燃料旳指标 （2）低发烧量QDw
燃烧产物温度 冷却到20℃旳蒸气状态
工程上，燃料旳发烧量是指QDw
16
第四章 燃料及燃料计算
20℃旳水蒸气 20℃旳水 0℃旳水
QGw y QDw y 2517 kJ/kg(水)
干空气： (O2 ) 21% (N2 ) 79%
(N 2 ) 3.762 (O2 )
(空气) 4.762 (O2 )
湿空气：水分含量按空气温度下旳饱和水蒸汽含量 计算。
（5）完全燃烧条件 根据：燃烧旳化学反应方程式。 已知：（1）燃料旳种类和构成（湿成份、 供用成份）
28
第四章 燃料及燃烧计算
泥煤 褐煤 烟煤（0.929-1.072） 无烟煤(1.115-1.143) 焦炭 0.908-0.936 高炉炼铁 煤粉：高炉喷吹
20
第四章 燃料及燃料计算
作业
P226 4-2
返回
21
第四章 燃料及燃烧计算
第二讲：
燃烧计算
一、本课旳基本要求
1．掌握气体燃料燃烧过程旳三个阶段及关键性 阶段，有焰燃烧、无焰燃烧旳特点。
块煤： 层状燃烧 粉煤：悬浮燃烧
冶金炉热工基础-冶金炉热工基础-气体力学
提高燃烧效率与降低污染排放
优化燃料配比
01
根据不同燃料的特点和燃烧需求，合理配比燃料和空气的比例，
实现高效燃烧和低排放。
采用高效燃烧器
02
选用具有高效燃烧性能的燃烧器，提高燃料的燃烧速度和燃烧
效率，降低未燃尽气体和有害物质的排放。
烟气处理与净化
03
采用适当的烟气处理技术和净化设备，如脱硫、脱硝、除尘等
通过气体力学的研究，可以进一步揭示冶金炉内的流动规律和传热机制，为新型高 效、环保的冶金炉的开发提供科学依据。
未来发展方向与挑战
随着科技的不断发展，气体力学在冶金炉热工基础领域的 应用将更加广泛和深入，需要进一步研究新型的数学模型 和计算方法，以提高模拟精度和计算效率。
未来发展中，需要加强气体力学与其他学科的交叉融合， 如化学反应动力学、传热学和计算流体动力学等，以推动 冶金炉热工基础领域的创新发展。
装置，对排放的烟气进行净化处理，减少对环境的影响。
新型冶金炉的开发与应用
新型燃烧技术的研究与应用
研究开发新型的燃烧技术，如富氧燃烧、催化燃烧等，提高燃烧 效率和降低污染排放。
智能化控制技术的引入
将先进的智能化控制技术引入冶金炉中，实现炉内参数的实时监测、 控制和优化，提高冶金炉的自动化和智能化水平。
流动速度的影响
气体流动速度越快，越有利于燃料与氧气混合，提高燃烧效率。但 过高的流速可能导致氧气供应不足，影响燃烧效率。
流动状态的影响
湍流流动有利于增强燃料与氧气的混合程度，提高燃烧效率；层流流 动则有利于形成稳定的燃烧区域，减少燃烧产物的波动。
05
气体力学在冶金炉优化中的应用
优化炉内气流组织
1 2 3
合理设计炉膛结构
传热原理-冶金炉热工基础
•为了简化计算，常把圆筒壁当作平壁计算。
•——各层内外表面的对数平均值，m2。
•
•3.2 对流给热
•3.2.1 对流给热的分析 •1、对流给热的机理
• 运动的流体与固体表面之间通过热对流和导热作用所进 行的热交换过程，称为对流给热或对流换热。
出Q值后，再验算中间温度（见下例）。
•（b）若相差太多则以验算结果为第二次假定温度，再算一次
。直至两个数值相近为止。
•
•3.l.4 圆筒壁的稳定态导 热
•1、单层圆筒壁导热
• 平壁导热的特点是导热面保持不变，筒壁导热导热面 积不断地增大。
• 假定温度沿表面分布均匀，而且等温面都与表面平 行,即温度只沿径向改变。
。
• b.物理状态：温度、压力、密度、湿度等，其中温度是
•
最重要的因素。
•4）函数： λt＝λ0 + b t W/m℃
•
•1、单层平壁的稳定态导热 • 设壁两侧温度分别为t1、t2，壁厚为S。稳定热态下 的导热方程：
•w
•可见：平壁稳定导热时的“热压”即为壁两侧 的温度差，而“热阻”则为：
•℃/w
• 导热作用是物体内部两相邻质点（如分子，原子，离子 ）通过热振动，将热量依次传递给低温部分，如炉壁的散 热，就存在导热作用。
•等温面：物体内温度相同的所有点联成的面积称为等温面。
•
•3.1.1 导热的基本方程式（傅立叶方程式）
• 如图3-1所示：设两等温面间离为
dx，温差为dt，则传导的热量Q（W），应 与温度差及传热面积成正比,而与距离成反 比：
•
两温度不同的物体直接接触时，在物体
•
内没有可见的宏观物质流动时所发生的
•
冶金热工基础-PPT精品文档
四、参考书目
《冶金炉热工基础》 刘人达主编 冶金工业出版社 《冶金炉热工与构造》 陈鸿复主编 冶金工业出版社 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 期刊：《冶金能源》、《工业炉》、《工业加热》、《节能》
10
第一章 动量传输
精品课程资源：重庆科技学院精品课程网站 jpkc.cqust课程概况
一、课程性质
专业基础课，是基础课和专业课之间的桥梁。基础课：高等数学、大学物理。
二、课程内容
第一篇：传输原理(动量、热量、质量传输) (1~3章) 传输是指流体的(输送、转移、传递)
动量 热量 质量 的传递与输送
动量传输 热量传输 质量传输
类似统一性
动力过程 传热过程 物质传递过程
⒈ 《加热炉》蔡乔方主编 冶金工业出版社 ⒉ 《冶金炉热工与构造》陈鸿复主编 冶金工业出版社
四、 教材
《冶金热工基础》 朱光俊、曾红、阮开军、殷利编著 冶金工业出版社
3
一次精炼
第一章 动量传输 0 绪论
0.1 冶金及其分类
冶 金： 冶金炉：
由矿石原料至金属产品的冶炼和加工过程。 冶金生产中各种冶炼和加热设备的统称。
⒉ 加热炉：完成物料的加热。 特点：不发生物态变化,只改变其机械性能或物理化学性能。 冶金企业的加热炉有： ① 均热炉：钢锭开坯前加热。 ② 轧钢加热炉：热轧前钢坯加热。 ③ 室状炉、台车式加热炉等：锻造前加热。 加热目的：提高可塑性，减少压力加工时的变形抗力。 ④ 热处理(淬火、回火、退火、渗碳等)炉. 加热目的：改变其结晶组织，获得所需的物理机械性能。
分 类：
熔炼炉和加热炉两大类。
固液态
⒈ 熔炼炉：完成物料的加热和熔炼。 特点： 发生物态变化
冶金炉热工基础
1-1 某炉气的30/3.1m kg =ρ，求大气压下，t=1000℃时的密度与重度；30/7.12m N r =若，求相同条件下的密度与重度。
解：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====+=+=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⨯===+=+=330330/2776.081.97236.2/7236.2)27310001/(7.12)1/(/7350.281.92788.0/2788.0)27310001/(3.1)1/(m kg g r m N t r r m N g r m kg t ρβρβρρ 注意：① 式中t 的单位是℃，不是K 。
②⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=)1/()1/(00t r r t ββρρ，不是⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=)1()1(00t r r t ββρρ ③单位是33//米或千克m kg ，不是33//米或千克kg m 。
1-2 500ml 汞的质量为6.80kg ，求其密度与重度。
解： 353336/10334.181.9106.12/106.131050080.6m N g r m kg v m ⨯=⨯⨯==⨯=⨯==-ρρ 注意：国际单位γρ 33//m N m kg 不是⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧3///m kgf N kg 升升1-3 空气绝对压力由Pa Pa 5510079.6100132.1⨯⨯压缩到，温度由20℃升高到79℃，其体积被压缩了多少。
解： 因为 222111T V P T V P =，所以2.02027379273100792.610032.155122112=++⨯⨯⨯=⨯=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=∆体积被压缩了0.8倍注意：表述⎭⎬⎫⎩⎨⎧倍压缩了倍压缩到原来的8.02.0 以1为基础1-4 拉萨气压为65.1kPa ，气温为20℃，重庆气压为99.2kPa ，温度为37℃，求两地空气的密度。
解: 因为 P v =RT 所以RTP =ρ 拉萨: 33/7741.0)20273(03.287101.65m kg =+⨯⨯=ρ 重庆: 33/1149.1)37273(03.287102.99m kg =+⨯⨯=ρ 注意：①式中R 的单位：Km K s m K kg m N K K /27.29)/(/03.287/31.8/082.022=⋅⋅⋅=⋅=⋅⋅摩尔焦耳摩尔升大气压②ρ不仅与温度有关，与压力也有关系。
第一章 冶金热力学基础
（2）∆Gθ是反应产物与反应物处于标准态时化学位的 差，描述反应的限度，是反应平衡态的度量
第一章 冶金热力学基础
注：∆Gθ =-RTlnKθ 左边的∆ 左边的∆Gθ 是反应在标准态时产物的自由能与反应物的自由能的差。 是反应在标准态时产物的自由能与反应物的自由能的差。 标准态时产物的自由能与反应物的自由能的差 的计算方法，可以通过查热力学数据表， ∆Gθ的计算方法，可以通过查热力学数据表，由各组元的 求得。 ∆Giθ=ai-biT求得。 求得 右边的 右边的-RTlnKθ 表示的是平衡态， 是反应的平衡常数，通常亦可用K 表示的是平衡态， Kθ 是反应的平衡常数，通常亦可用 θ表 平衡态 c d 示： a a
第一章 冶金热力学基础
3）固相体系中组元的吉布斯自由能 ） 在多元固相体系中，存在组元 ， 在多元固相体系中，存在组元1，2 ,……i,……，则在等温等 ， 压条件下，其中任一组元i的吉布斯自由能为 的吉布斯自由能为: 压条件下，其中任一组元 的吉布斯自由能为
Gi=Giθ+RTlnai
J/mol
其中， 固相体系中组元的活度，其确定原则是： 其中，ai－固相体系中组元的活度，其确定原则是： a.若体系是固溶体， a.若体系是固溶体，则i的活度选纯物质为标准态，并假设 若体系是固溶体 的活度选纯物质为标准态， ai=Xi ai=Xi ； b.若体系是共晶体， b.若体系是共晶体，则i在共晶体中的活度定义为1； 若体系是共晶体 在共晶体中的活度定义为1 c.若体系是纯固体i 则其活度定义为1 c.若体系是纯固体i，则其活度定义为1 。 若体系是纯固体
1)热容 在恒压反应过程中，体系和环境交换的热量称恒压热 热容: 热容 效应,相对应的热容称为恒压热容Cp。在恒容反应过程中，体系和 。 环境交换的热量称恒容热效应,相对应的热容称为恒容热容Cv 。
第一章 冶金热力学基础
式中，
ln
xk
B
为组元的活度系数的自然对数随xk的变化率。
实为践常中数发时现，，用一定温 BK度表，示一，定称压为力活，度xA相→1互时作，用系lnxk数B 。
2. 冶金物理化学的发展
2.1 国内
• 陈新民（1912~1992），冶金学家，中国科学院院士，有色金属冶金先驱 ，研究火法冶金、湿法冶金、氯化冶金及熔体热力学理论。 1945年在美国 麻省理工学院获科学博士学位。著名的冶金物理化学家 。
• 1947年与J.Chipman共同发表《H2-H2O混合气体与Fe液中Cr的平衡》 • 他的“金属―氧系热力学和动力学”、“高温熔体物理化学性质”的研究
1. 本课程作用及主要内容
1.1 地位
冶金专业专业基础课程。 普通化学、高等数学、物理化学为基础。 与物理化学相比，更接近于实际应用。 目的：为开设专业课与以后发展作理论准备
物理化学
专业课
（冶金物理化学）
火法冶金特点：一高三多
1.2 作用
• 将物理化学的基本原理及实验方法应用到冶金过程中，阐 明冶金过程的物理化学规律，为控制和强化冶金过程提供 理论依据。
在气相中蒸汽压的关系
2） 活度及活度系数的提出
对于组元i的浓度在xi' xi xi*区间，组元i既不服从拉乌尔定律，也不服从亨利定律。 为了使用这两个定律线性关系的形式描述溶液中组元i的浓度与其在气相中的蒸汽压 的关系，对两个定律进行了修正。
• 拉乌尔定律修正为：pi pi*aR,i pi*( i xi )
第一篇 冶金热力学基础
1.1 概述 1.2 溶液 1.3 冶金反应的焓及吉布斯自由能变
《冶金热工基础》课件
高效低耗冶炼技术包括熔融还原、直接还原、连铸连轧等工艺和设备，可以缩短生产流程、提高金属收得率、降 低能耗和成本，同时减少对环境的负面影响。
06 案例分析
某钢铁企业高炉节能改造案例
总结词
高炉是钢铁企业的主要能耗设备，通过节能改造可降低生产成本。
详细描述
该钢铁企业通过对高炉进行节能改造，采用了先进的燃烧控制技术，优化了高炉的送风制度，并加强 了余热回收利用，实现了高炉的高效、低耗、绿色生产。
余热回收利用技术
总结词
余热回收利用技术是冶金热工节能的重要手段，通过回收高 温废气、熔渣等余热，可以降低能耗、提高能源利用效率。
详细描述
余热回收利用技术包括余热锅炉、换热器和热力系统优化等 ，可以将冶金过程中产生的余热转化为蒸汽、热水或电能， 用于生产或辅助生产过程，降低对一次能源的依赖。
减少污染物排放技术
总结词
减少污染物排放技术是冶金热工环保的重要措施，通过控制烟气、粉尘等污染 物的排放，可以降低对环境的影响。
详细描述
减少污染物排放技术包括除尘器、脱硫脱硝装置和废气处理装置等，可以将冶 金过程中产生的污染物进行收集、处理和再利用，降低对环境的污染。
高效低耗冶炼技术
总结词
高效低耗冶炼技术是冶金热工技术进步的体现，通过采用先进的工艺和设备，可以提高生产效率、降低能耗和成 本。
铜、铝等有色金属的熔炼、凝固、连 铸、轧制等过程也涉及到冶金热工知 识。
冶金热工的发展历程
早期发展
古代冶金技术中，人们通过经验 积累和尝试，逐渐形成了对热量
传递和物质相变的基本认识。
近代发展
随着工业革命的兴起，人们对冶金 热工的理论和实践要求越来越高， 逐渐形成了系统的学科体系。
《冶金热工基础》复习提纲湖工大解析
《冶金热工基础》复习提纲Ⅰ、基本概念一、动量传输1、流体；连续介质模型；流体模型；动力粘度、运动粘度、恩式粘度；压缩性、膨胀性2、表面力、质量力；静压力特性；压强（相对压强、绝对压强、真空度）；等压面3、Lagrange 法、Euler法，迹线、流线4、稳定流、非稳定流，急变流、缓变流，均匀流、非均匀流5、运动要素：流速、流量，水力要素：过流断面、湿周、水力半径、当量直径6、动压、静压、位压；速度能头、位置能头、测压管能头、总能头；动能、动量修正系数7、层流、湍流；自然对流、强制对流8、沿程阻力、局部阻力；沿程损失、局部损失9、速度场；速度梯度；速度边界层二、热量传输1、温度场、温度梯度、温度边界层；热流量、热流密度2、导热、对流、辐射3、导热系数、对流换热系数、辐射换热系数、热量传输系数4、相似准数Fo、Bi、Re、Gr、Pr、Nu5、黑体、白体、透热体；灰体；吸收率、反射率、透过率、黑度6、单色辐射力、全辐射力、方位辐射力；角系数；有效辐射；表面网络热阻、空间网络热阻7、解析法、数值分析法、有限差分法、集总参数法、网络元法三、质量传输1、质量传输；扩散传质、对流传质、相间传质2、浓度、速度、传质通量；浓度场、浓度梯度、浓度边界层3、扩散系数、对流传质系数4、Ar、Sc、Sh准数四、燃料与燃烧1、燃料；标准燃料；发热量（高发热量、低发热量）2、燃料组成成分及其换算（应用、干燥、可燃、有机成分；湿、干成分）3、空气消耗系数；燃烧温度（绝热燃烧温度、量热燃烧温度、理论燃烧温度、实际燃烧温度）4、闪点、燃点、着火点；着火；有焰燃烧、无焰燃烧Ⅱ、基本理论与定律一、动量传输1、Newton粘性定律2、N-S方程3、连续方程、能量方程、动量方程、静力学基本方程二、热量传输1、F-K方程2、Fourier定律3、Newton冷却（加热）公式4、Planck定律、Wien定律、Stefen-Boltzman定律、Kirchhoff定律、Beer定律、余弦定律5、相似原理及其应用三、质量传输1、传质微分方程、Fick第一、二定律2、薄膜理论、双膜理论、渗透理论、更新理论四、燃料与燃烧1、空气需要量、燃烧产物的计算2、空气消耗系数的确定3、燃烧温度的计算Ⅲ、基本理论与定律在工程中的应用一、动量传输1、连通容器2、连续方程、能量方程、动量方程的应用、烟囱计算3、流体阻力损失计算二、热量传输1、平壁、圆筒壁导热计算2、相似原理在对流换热中的应用3、网络单元法在表面辐射换热中的应用4、通过炉墙的综合传热、火焰炉炉膛热交换、换热器5、不稳态温度场计算：解析法；有限差分法三、质量传输1、平壁、圆筒壁扩散计算2、相似原理在对流传质中的应用3、炭粒、油粒的燃烧过程4、相间传质（气—固、气—液、多孔材料）四、燃料与燃烧1、固体燃料燃烧、液体燃料燃烧、气体燃料燃烧2、水煤浆燃烧、重油掺水乳化燃烧、HTACⅣ、主要参考题型一、填空1、当体系中存在着（、、）时，则发生动量、热量和质量传输，既可由分子（原子、粒子）的微观运动引起，也可以由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起。
《冶金热力学基础》课件
推动新材料研发
通过研究金属及其化合物 的热力学性质，有助于发 现和开发具有优异性能的 新材料。
冶金热力学的发展历程
早期发展
冶金热力学起源于古代冶金实践 ，随着金属加工技术的发展而逐 步形成。
近代发展
20世纪以来，随着科学技术的进 步，冶金热力学在理论和实践方 面取得了重大突破。
现代发展
现代冶金热力学与计算机技术、 数值模拟等相结合，为冶金过程 的优化提供了强有力的支持。
金反应的平衡和过程方向具有重要意义。
03
冶金反应的平衡与过程
化学平衡
化学平衡的概念
化学平衡是化学反应进行到平衡状态时的一种动态平衡， 此时正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发 生变化。
化学平衡的建立
化学平衡是在一定条件下建立的，条件包括温度、压力、 浓度等。在冶金反应中，化学平衡的建立对于确定反应方 向、反应限度以及反应速率具有重要意义。
05
冶金热力学的应用实例
钢铁工业中的应用
钢铁生产过程中，冶金热力学提供了 高温反应过程的理论基础，如高炉炼 铁、转炉炼钢和连铸连轧等工艺流程 。
热力学原理在钢铁工业中用于优化工 艺参数、提高产品质量和降低能耗等 方面，例如通过热力学分析确定最佳 的炼钢温度和吹氧强度。
有色金属工业中的应用
在有色金属工业中，冶金热力学为铜 、铝、锌等金属的冶炼、电解和精炼 过程提供理论支持。
绿色冶金与资源循环利用
随着环保意识的提高，绿色冶金和资源循环利用成为冶金工业的重要发展方向。冶金热力学将在绿色冶 金和资源循环利用方面发挥重要作用，为节能减排和可持续发展提供理论支持。
对冶金工业的影响与贡献
提高冶金过程效率
冶金热力学对冶金过程的研究，有助于深入了解冶金反应的机理和 热力学性质，为优化冶金工艺未来发展方向
传热原理冶金炉热工基础
传热原理冶金炉热工基础1. 引言炉内传热是冶金炉操作中的重要环节，对于冶金炉的热工系统运行和工艺效果具有重要影响。
了解传热原理以及热工基础对于冶金炉的操作者来说是至关重要的。
本文将介绍传热原理在冶金炉中的应用以及与冶金炉热工基础相关的知识。
2. 传热原理传热是指热量在物体之间由高温区向低温区的传递过程。
在冶金炉中，主要的传热方式包括导热、对流和辐射。
2.1 导热传热导热传热是指热量通过固体传递的过程。
冶金炉内的固体材料通常具有较高的导热性能，因此导热在炉内的传热过程中起着重要作用。
导热传热的热流由热量的梯度驱动，即高温区的热量自动流向低温区。
导热传热的速率与材料的导热系数以及温度梯度成正比。
2.2 对流传热对流传热是指热量通过流体传递的过程。
流体可以是气体或液体，其传热方式包括自然对流和强制对流。
在冶金炉中，气体和液体往往被用作冷却介质或传递热量的媒介。
对流传热的速率与流体的热传导性能、流体的流动速度以及温度差异成正比。
2.3 辐射传热辐射传热是指热量通过辐射形式传递的过程。
当物体的温度高于绝对零度时，就会发射辐射能量。
辐射传热不需要媒介，可以在真空中传递。
在冶金炉中，炉内的物体因高温而发出辐射能量，同时也吸收周围物体发出的辐射能量。
辐射传热的速率与物体的辐射能力、温度差以及表面特性有关。
3. 冶金炉热工基础了解冶金炉的热工基础对于操作者来说至关重要，以下是一些与冶金炉热工基础相关的知识：3.1 温度控制冶金炉的操作需要精确控制炉内的温度，以保证冶炼的工艺效果。
温度控制可以通过调节燃料供给、冷却介质流量以及加热功率等方式实现。
3.2 热平衡冶金炉在工作时需要保持热平衡，即吸收的热量等于炉内的热损失。
热平衡的维持依赖于冷却系统的正常运行以及传热设备的有效运行。
3.3 热能利用在冶金炉操作中，合理利用热能是降低能源消耗的关键。
通过回收废热、优化能量利用以及有效利用传热原理，可以增加能源利用效率。
3.4 物料流动与热传递冶金炉中的物料流动对于热传递起着重要作用。
冶金热工基础课程标准
《热工基础》课程标准课程概述一、课程的性质和作用课程的性质：《热工基础》是冶金技术专业的一门专业基础课程。
课程的作用：本课程主要面向钢铁企业各车间的冶金炉，以冶金炉热工问题为研究对象；通过本课程的学习，旨在培养学生掌握冶炼生产的热工基础知识和解决生产实际问题的能力。
学生的基础和特点：在高职高专院校中我院生源质量较好，但与本科院校学生相比，仍不适应以知识逻辑为中心的学科课程学习和应试教育，他们抽象逻辑思维能力相对较弱，却具有形象思维的智能结构特点，适于“在做中学”，适合培养为技术技能型人才。
与其他课程的关系：本课程以公共基础课为依托，主要为其后续课程《烧结生产与操作》、《炼铁生产与操作》等专业课提供热工方面的专业基础知识。
所以本课程与前导课程和后续课程前后衔接合理，是本专业学生学习的一门重要专业基础课。
二、课程基本理念本课程以职业能力培养为重点，与行业企业合作，进行基于工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
本课程在课程设计、建设和教学实施过程中，始终贯彻以下教育理念：校企合作的课程开发观：本门课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源开发等方面都有企业专家参与，保证本课程建设切合实际，符合生产现场的实际需要，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
终身学习的教育观：本课程要把学生变成自己教育自己的主体，而教师要从传授者变为引导者，改变传统的以“教”为中心的教学方法，而是以“学”为中心，让学生在自己“动手”的实践中，建构属于自己的经验和知识体系，掌握终身学习的能力。
能力本位的质量观：课程的目标是职业能力开发，通过工作过程系统化课程学习，学生在个人实践经验的基础上，完成从初学者到胜任冶金技术岗位人才的职业能力发展。
过程导向的课程观：本课程按照从实践到理论的顺序组织每一个知识点，学生通过完成工作任务的过程来学习相关知识。
行动导向的教学观：行动导向的教学遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的“行动”过程序列；在基于职业情境的学习情境中，通过师生之间的互动合作，学生在自己“做”的实践中，掌握职业技能和实践知识，主动建构真正属于自己的经验和知识体系三、设计思路和依据课程设计思路：本门课程构建课程内容时充分考虑专业知识共用性和知识的相互衔接，以培养和提高学生知识应用为主线来划分该课程的学习领域，本课程标准划分了“气体力学”、“燃料燃烧”、“热量传递”、“耐火材料”、“余热利用”五个项目。
冶金炉热工基础23360
20
c、气体的压力与温度的关系
实验研究指出：当一定质量的气体其体积保持不变（即 等容过程）时，气体的压力随温度呈直线变化，即:
=10000mmH2O=735.6mmHg 由此可得：lmmH2O=1kgf/m2
lmmHg =13.6 mmH2O
应当注意: “标准大气压”和“工程大气压”都是压 力的计量单位，不要与所在地区的实际大气压相混淆。
18
a、在高压容器中，气体的压力相当高，往往是几倍或几十倍于 大气压的，因此，对这些设备中气体的压力计量单位通常用 工程大气压表示。
K＝273.15+ t K
在不需要精确计算的情况下，可以近似地认为： T＝273+t K
13
气体在运动过程中有温度变化时，气体的平均温度常取为气体 的始端温度t1和终端温度t2的算术平均值，即：
t均
t1
t2 2
⑵ 气体的压力
a、定义： 由于气体自身的重力作用和气体内部的分子运动作用，
气体内部都具有一定的对外作用力，这个力称为气体
P大气 ——设备外同高度的实际大气压；
P表 ——设备内气体的表压力。
⑴当气体的表压为正值时，称此气体的表压为正压;
⑵当气体的表压为负值时，称此气体的表压为负压，负压那部分
的数值，称为真空度;
⑶当气体的表压为零值时，称此气体的表压为零压。具有零压的
面常称为零压面。
24
25
《冶金热工基础》复习提纲湖工大解读
《冶金热工基础》复习提纲Ⅰ、基本概念一、动量传输1、流体；连续介质模型；流体模型；动力粘度、运动粘度、恩式粘度；压缩性、膨胀性2、表面力、质量力；静压力特性；压强（相对压强、绝对压强、真空度）；等压面3、Lagrange 法、Euler法，迹线、流线4、稳定流、非稳定流，急变流、缓变流，均匀流、非均匀流5、运动要素：流速、流量，水力要素：过流断面、湿周、水力半径、当量直径6、动压、静压、位压；速度能头、位置能头、测压管能头、总能头；动能、动量修正系数7、层流、湍流；自然对流、强制对流8、沿程阻力、局部阻力；沿程损失、局部损失9、速度场；速度梯度；速度边界层二、热量传输1、温度场、温度梯度、温度边界层；热流量、热流密度2、导热、对流、辐射3、导热系数、对流换热系数、辐射换热系数、热量传输系数4、相似准数Fo、Bi、Re、Gr、Pr、Nu5、黑体、白体、透热体；灰体；吸收率、反射率、透过率、黑度6、单色辐射力、全辐射力、方位辐射力；角系数；有效辐射；表面网络热阻、空间网络热阻7、解析法、数值分析法、有限差分法、集总参数法、网络元法三、质量传输1、质量传输；扩散传质、对流传质、相间传质2、浓度、速度、传质通量；浓度场、浓度梯度、浓度边界层3、扩散系数、对流传质系数4、Ar、Sc、Sh准数四、燃料与燃烧1、燃料；标准燃料；发热量（高发热量、低发热量）2、燃料组成成分及其换算（应用、干燥、可燃、有机成分；湿、干成分）3、空气消耗系数；燃烧温度（绝热燃烧温度、量热燃烧温度、理论燃烧温度、实际燃烧温度）4、闪点、燃点、着火点；着火；有焰燃烧、无焰燃烧Ⅱ、基本理论与定律一、动量传输1、Newton粘性定律2、N-S方程3、连续方程、能量方程、动量方程、静力学基本方程二、热量传输1、F-K方程2、Fourier定律3、Newton冷却（加热）公式4、Planck定律、Wien定律、Stefen-Boltzman定律、Kirchhoff定律、Beer定律、余弦定律5、相似原理及其应用三、质量传输1、传质微分方程、Fick第一、二定律2、薄膜理论、双膜理论、渗透理论、更新理论四、燃料与燃烧1、空气需要量、燃烧产物的计算2、空气消耗系数的确定3、燃烧温度的计算Ⅲ、基本理论与定律在工程中的应用一、动量传输1、连通容器2、连续方程、能量方程、动量方程的应用、烟囱计算3、流体阻力损失计算二、热量传输1、平壁、圆筒壁导热计算2、相似原理在对流换热中的应用3、网络单元法在表面辐射换热中的应用4、通过炉墙的综合传热、火焰炉炉膛热交换、换热器5、不稳态温度场计算：解析法；有限差分法三、质量传输1、平壁、圆筒壁扩散计算2、相似原理在对流传质中的应用3、炭粒、油粒的燃烧过程4、相间传质（气—固、气—液、多孔材料）四、燃料与燃烧1、固体燃料燃烧、液体燃料燃烧、气体燃料燃烧2、水煤浆燃烧、重油掺水乳化燃烧、HTACⅣ、主要参考题型一、填空1、当体系中存在着（、、）时，则发生动量、热量和质量传输，既可由分子（原子、粒子）的微观运动引起，也可以由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起。
冶金热工基础——第1章 动量传输
第一章 动量传输
r0 rt = (1 + b t )
kg/m3
0 t = (1 + b t )
m3 m3/s
N/m3
G千克气体体积 ： Vt = V0 (1 + b t )
流量： Vt = V0 (1 + b t )
（热气体流动情况下）
流速： w t = w 0 (1 + b t )
m/s
V = wA
返回讲课目录
‹#›
第一章 动量传输
三、课程特点 难学：物理概念多；数学推导、计算复杂；(物理概念为主，数学为辅)重 点掌握基本概念、基本计算方法。 讲授方法：重点—讲授+作业，辅以习题课；难点—讲授+思考题，辅以 讨论课。 学习方法：上课认真听讲，课后认真复习，认真完成作业，不懂的即时解 决，“勤学苦炼”。
三、教参及教具:
⒈ 《加热炉》蔡乔方主编 冶金工业出版社 ⒉ 《冶金炉热工与构造》陈鸿复主编 冶金工 业出版社 教材《冶金炉热工基础》蒋光羲编
返回讲课目录
重庆大学出版社
‹#›
第一章 动量传输 0
§0.1 冶金炉及其分类
冶金炉：冶金生产中各种冶炼和加热设备的统称。 分类：熔炼炉和加热炉两大类。 ⒈ 熔炼炉：完成物料的加热和熔炼。 特点：发生物态变化 固液态物理化学变化 原料与产品的性质、
x = r c o sq x = r sin j cos q y = r sin q
wx
wy
wz
wr wr
wq wj
wz wq
轴对称 (管流 ) 球体绕流
y = r sin j sin q
z = z z = r cos j
返回讲课目录
冶金热工基础教学大纲
冶金热工基础教学大纲一、教学目的和要求本课程旨在让学生了解冶金热力学基础知识和应用技能，以及熟悉冶金工业常见热力学问题的解决方法。
通过本课程的学习，学生应能掌握以下知识和技能：1.理解冶金热力学的基本概念、规律和公式；2.掌握常见的热力学计算方法和实验技术；3.能够解决冶金工业中的常见热力学问题；4.具备开展冶金实验研究和工程实践的能力。
二、教学内容1.热力学基础概念和第一定律–热力学基本量和状态函数–热力学第一定律及其应用2.热力学第二定律–热力学第二定律及其应用–热力学循环过程和热效率3.热力学第三定律–热力学第三定律及其应用4.理想气体的热力学性质–状态方程和物态方程–等温过程、等容过程和等压过程–气体冷却和扩散5.液体和固体的热力学性质–热力学函数和物性参数–溶解热和液体混合热–晶体的相变和热化学反应6.热力学实验和工程应用–热力学实验技术和数据分析–热力学分析和优化设计三、教学方法本课程采用理论授课、案例分析和实验演示相结合的教学方法，强调理论和实践相结合，注重培养学生的热力学思维和实验技能。
具体教学方法包括：1.理论讲授和课堂互动–讲授课件和讲解案例–学生提问和讨论2.实验演示和数据分析–抢手动演示和观察–数据处理和实验报告3.课外阅读和实践探究–理论文献阅读和学术报告–实验探究和学术研究四、教材和参考资料主要教材：1.《物理化学导论》（西安交通大学出版社，第4版），谢启西、王湘萍2.《热力学基础》（高等教育出版社，第3版），姜学秋、徐志良参考资料：1.《热力学基础教程》（科学出版社，第2版），张怀泉、汪木生2.《冶金热力学指南》（冶金工业出版社，第2版），胡琦、黄景忠3.《热力学概论》（北京大学出版社，第4版），牟宇五、考核本课程采取综合考核方式，包括期中考试、期末考试、实验报告和小组讨论等多种考核形式。
具体考核方式如下：1.期中考试（闭卷，占30%）2.期末考试（闭卷，占40%）3.实验报告（开卷，占20%）4.学术报告和小组讨论（开卷，占10%）六、其他注意事项本课程涉及到的实验教学应按照实验室安全规定进行，注意事项如下：1.实验室安全知识培训2.实验设备检查和维护3.实验环境的安全措施和防护措施4.实验前的检查和实验后的清理打扫以上内容为本学期《冶金热工基础》教学大纲，如有变动会另行通知。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
昆明理工大学2018年博士研究生招生考试试题
考试科目代码：2009 考试科目名称：冶金热工基础
考生答题须知
1．所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。
请考生务必在答题纸上写清题号。
2．评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。
3．答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。
4．答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。