冶金炉热工基础
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）
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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
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第四章 燃料及燃料计算
作业
P226 4-2
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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
冶金工业炉窑热工基础理论
烟气流速<1.0m/s，阻力小，对流换热少 空气流速15~30m/s，阻力大，对流换热系数大 导向肋片(内筒外壁)、风室、膨胀节等 外筒绝热措施：
内绝热：外筒温度低，保证强度 外绝热：结构及加工方便，但需外用支架支 撑，筒壁可向下自由膨胀
3
5.3 辐射式空气预热器
5.3.1 结构型式
低温段，能够承载 高温段，采用外支架支撑， 下部可自由膨胀
12
5.3 辐射式空气预热器
5.3.3 应用举例
均热炉用 板坯加热炉用 锻造炉用：(如图)
直肋片 顺流
加肋片的意义？
13
5.3 辐射式空气预热器
5.3.3 应用举例
均热炉用 板坯加热炉用 锻造炉用 玻璃窑炉用
Δ BQ dw > Q yu
Δ BQ dw >1 Q yu Δ BQ dw 1 = = Δ B (Q dw − V n C y t y ) ηT,li 1 = V C yt y 烟气带走热量 1 − nQ dw 的份额
解释：余热回收节约的燃料的发热量大于回收余热本身的热量。 燃料转换率：
假设t y = t ′ y 则：
Q yu = BL n C k t k Q yu = Δ B (Q dw − V n C y t y )
Δ B = B0 − B
Ln C k t k = Q dw −V n C y t y + Ln C k t k
影响因素：
Q dw , t y , t k ,
(－) (＋) (＋)
n ( Ln , V n )
5.2 预热器的型式与分类
按材质分：
金属(常用)
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
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。
《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。
冶金炉热工基础期末复习
流体流过另一物体表面时所发生的热交换称为对流换热。
耐火制品单位体积的重量（不包括气孔体积），称真比重。
液体燃料燃烧过程关键是雾化。
有焰燃烧的主要特点是煤气与空气的边混合边燃烧，无焰燃烧的主要特点是煤气与空气的先混合后燃烧。
从上到下静压头减小，位压头增大。
基本传热形式——传导，对流和辐射。
导热系数的大小取决于材料的性质和温度。
（气体的导热系数最小，固体的导热系数比较大）碳素钢的导热系数一般随其温度升高而降低。
辐射的基本定律，维恩定律 mK T 3max 109.2-⨯=∙λ耐火材料：凡具有抵抗高温以及在高温下所产生的物理化学作用的材料。
普通耐火材料：耐火度为1580—1770 o C ；高级耐火材料：1770—2000 o C ；特级耐火材料： 大于2000 o C 。
体积密度（容重）：包括全部气孔在内的每1立方米砖块体积的质量。
荷重软化温度：测出试样的开始变形温度和压缩4%及40%的温度作为试样的荷重软化温度。
热稳定性：耐火材料抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力称热稳定性或称耐急冷急热性1.根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和 强制对留给热。
2.雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与 粘性力之比。
3.若两物理现象相似，则其同名相似准数相等，此即相似第一定理。
4.在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。
5. 若A ＝1，即R ＋D ＝0或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体称为绝对黑体或黑体。
6.普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。
7.对任意两个表面而言F 1φ12＝F 2φ21，此关系称为角系数的互变性。
8.若在两平行表面间平行放置n 块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少为原来的1/n+1。
9.当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产生反射 、吸收和透过三种作用。
10.平壁厚度越薄，平壁材料的导热系数越大，则通过平壁的导热量越大。
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。
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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
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《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
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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
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重庆大学出版社
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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
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冶金炉热工基础期末复习题讲解
《冶金炉热工基础》期末复习题一、填空题1.根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和强制对留给热。
2.雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与粘性力之比。
3.若两物理现象相似，则其同名相似准数相等，此即相似第一定理。
4.在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。
5. 若A＝1，即R＋D＝0或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体称为绝对黑体或黑体。
6.普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。
7.对任意两个表面而言F1φ12＝F2φ21，此关系称为角系数的互变性。
8.若在两平行表面间平行放置n块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少为原来的1/n+1。
9.当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产生反射、吸收和透过三种作用。
10.平壁厚度越薄，平壁材料的导热系数越大，则通过平壁的导热量越大。
11.物体各处温度不随时间变化的传热状态称为稳定态导热。
12.物体内温度相同的所有点连成的面称为等温面。
13.两种或两种以上传热方式同时存在的传热过程，称为综合传热。
14.耐火材料按耐火度的不同可分为普通耐火材料、高级耐火材料和特级耐火材料三种。
15. 对流现象只能在气体或液体中出现，它是借温度不同的各部分流体发生扰动和混合而引起的热量转移。
16. 传热学的任务，就是研究不同条件下热压和热阻的具体内容和数值，从而能计算出传热量大小，并合理地控制和改善传热过程。
17. 物体的黑度或称辐射率表示该物体辐射能力接近绝对黑体辐射能力的程度。
18.单位时间的传热量可称为热流，温度差可称为热压。
19.耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫耐火度。
20.重油雾化的主要作用是将重油雾化成很细的油雾，增加与氧气的接触面积。
21.固体和液体燃料都是由五种元素、灰分、水分组成。
22.煤气的燃烧可分为扩散式燃烧和预混式燃烧两大类。
23.重油牌号的命名是按照该种重油在50℃的恩氏粘度来确定的。
24.粉煤的燃烧过程可分为混合、预热和燃烧三个阶段。
冶金炉热工基础试题
冶金炉热工基础一、填空题1、燃料根据其形态，可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。
2、气体燃料的可燃成分为CO、H2、CH4和C m H n；不可燃成分为CO2、H2O、N2和O2。
3、固、液体燃料的有机成分为C、H、O、N。
4、液体燃料的燃烧过程分为雾化、蒸发、热解和裂化、混合、着火与燃烧；雾化过程为关键。
5、气体燃料的燃烧方法可分为有焰燃烧、无焰燃烧。
6、气体燃料的燃烧过程可分为煤气与空气的混合、煤气与空气混合物的着火、完成燃烧反应，在整个燃烧过程中起最直接影响的是煤气与空气的混合过程。
7、耐火制品的气孔可分为开口气孔、闭口气孔、连通气孔。
8、耐火材料的物理性能包括体积密度、真比重、气孔率、热导率、热膨胀性；工作性能包括耐火度、荷重软化温度、抗渣性、耐急冷急热性、高温体积稳定性。
9、传热过程的基本方式为传导导热、对流换热、辐射传热；太阳照到万物是辐射传热方式；加热炉主要能量传播方式为热辐射。
二、选择题1、固、液体燃料中最主要的热能来源为____ b ______。
a、氢b、碳c、氧2、固、液体燃料的有机成分为_____ c _____。
a、C、N、O、Sb、C、O、N、Sc、C、H、O、N3、有焰燃烧的主要特点是煤气与空气的____ b ______。
a、先混合后燃烧b、边混合边燃烧c、先燃烧后混合4、无焰燃烧的主要特点是煤气与空气的____ a ______。
a、先混合后燃烧b、边混合边燃烧c、先燃烧后混合5、液体燃料燃烧过程关键是____ b _______。
a、混合b、雾化c、燃烧6、耐火制品单位体积的重量（不包括气孔体积），称____ c ______。
a、容积比b、体积密度c、真比重7、耐火材料抵抗温度剧变而不破裂或剥落的性能称为____ b ______。
a、高温体积稳定性b、耐急冷急热性c、荷重软化温度8、耐火材料是指耐火度大于____ c ______的材料。
a、1680℃b、1480℃c、1580℃9、流体流过另一物体表面时所发生的热交换称为____ a ______。
冶金炉热工基础共76页
55、 为 中 华 之 就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
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[例题1—2] 某压缩空气贮气罐，压力表读数为7气压(at)，温度 计读数为25℃，贮气罐的体积为3m3，当地大气压力取为l气压 (at)，试求罐内空气的重量。 解：压缩空气的质量为：
2
❖ 工科学生应该具备合理用能、节能的意识并 懂得其基本的技术，而热工基础的内容是合理 用能及节能理论中的最基础与核心的部分。该 课程适应国际国内能源发展和危机的时代要求， 教学内容向相关领域延伸。冶金、能源、硅酸 盐行业是耗能大户，尤其工业窑炉是综合节能 最关键装备，因此本课程从热工传热、燃烧、 干燥基本理论出发，引导学生了解工业炉窑的 节能环保作用是一个很重要环节。
3
同学们好！现在 我们学习气体力学 原理
第一章 气体力学原理
4
目前大部分冶金炉（除 电炉外）热能的主要来源 是靠燃烧燃料来供给的。
燃料燃烧需要供入炉内 大量气体，并在炉内产生大 量的炉气。
气体在炉内的流动，根据流动产 生的原因不同，可分为两种：一种叫 自由流动，一种叫强制流动。
5
1.1 气体的主要物理性质和气体平衡方程式
lmmH2O=1kgf/m2
lmmHg =13.6 mmH2O
9
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。
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。 b、通风机的送风压力、风道和烟道中气体的压力较小，通常 用毫米水柱表示。
一切气体的压力温度系数都近似地等于:
1 273
11
C、绝对 压力和表压力 气体的压力有绝对压力和表压力两种表示方法。
以真空为起点所计算的气体压力称为绝对压力，用符
号 P绝 表示。
设备内气体的绝对压力与设备外相同高度的实际 大气压的差称为气体的表压力，用符号 P表 表示。
表压力和绝对压力的关系为： P表 P绝 — P大气
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[例题1—1] 若空气在标准状态时的比容为0.773m3/kg，求空气
的气体常数R 为多少?
R Povo 101325 0.773 287 .33J / Kg K
To
273
∴
R的物理意义：1千克质量的气体在定压下，加热升高l度时所
做 的膨胀功。
如果气体的质量不是l千克而是m千克，可按下式计算出气体
在实际工程中提到的大气压，除了特别注明是物理大气压外， 一般都是指工程大气压。
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B、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:
Pt = Po（l+βt）
式中： Pt、Po——分别为t℃和0℃时气体的压力；
β——体积不变时气体的压力温度系数。根据实验 测 定，
冶金炉热工基础
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前言
❖《热工基础》课程是从基础课到专业课的过 渡课程，既具有较强的理论性，又注重理论与 实践相结合。本课程主要讲述有关流体流动、 热量、质量交换、燃料燃烧的基本理论以及在 热工设备上的广泛应用，不仅是许多大专业类 的重要技术基础课，而且也是工科类专业学生 的一门公共技术基础课。通过该课程的学习， 主要目的在于培养学生利用热工基础知识分析 问题、解决实际工程问题的能力。
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P表 P绝 — P大气
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[例题1—1] 某封闭容器内贮有压缩空气，用压力表测 得：当大气压为745m m Hg时，压力表上 读数为2气压(at)；若大气 压改变为770 mmHg时，压力表上 读数为多少？
解： P表1 P大气1 P表2 P大气2
p 表2
P表1
P大气1
P大气2
2 745 770 735.6 735.6
b、绝对温标：即热力学温标，又名开尔文温标，用符号T表 示，单位符号为K。
绝对温标与摄氏温标的关系： T＝273.15+ t K
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
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⑵ 气体的压力
物理学上常把单位面积上气体的对外作用力称为压强，
工程上却常把压强简称为压力
冶金炉上所说的压力也是指单位面积上气体的对外作用力，
亦即在物理意义上相当于物理学上的压强。
A、压力的单位有那些表示方法?
单位的换算关系是： 1标准大气压(a t m) =101325Pa=760mmHg=1.0332 kg f/cm2
=10332 kg f/m2=10332mmH2O 工程大气压:规定1kg f/cm2作为一个工程大气压，简称 (at)，
1.1.1气体的主要物理性能
一切物体都是由许多永不停止的作无规则运动的微粒—— “分子”所组成。分子的无规则运动与温度密切相关，因此，称 为分子的热运动。
分子间的空隙不同，则分子间的作用力和分子热运动的情 况不同，各种物体的性质也不同。
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同学们好！现在 问大家气体与液体 的共性和不同性?
气体与液体的共同性： 由于液体和气体具有流动性，因而它们能将自身重力和
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b、气体的状态方程式
对于1千克理想气体的状态方程式为：
P1v1 P2 v 2 Pv R
T1
T2
T
式中： T1、T2、……T——气体的各绝对温度，K； P1、P2、……P——气体的各绝对压力，N/m2； v1、v2、……v——气体在各相应温度和相应压力下
的比容， m3/kg； R——气体常数，J/kg·K。
所受的外力按原来的大小向各个方向传递。 气体与液体的不同点:
他们的体积和密度随温度和压力的变化量不同，所以，常认 为液体是不可压缩性流体；气体是可压缩性流体。
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气体的几个物理参数 ：
⑴ 气体的温度
目前国际上常用的温标有摄氏温标和：用符号t表示，其单位符号 为℃。
1.97
at
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⑶气体的体积
气体的比容：每千克气体具有的体积，用符号ν表示，单位是 m3/kg。 冶金炉内常以每千克质量气体所具有的体积表示气 体体积的大小。
a、气体体积与温度关系
式中：
Vt Vo (1βt)
Vo——标准状态下1千克气体的体积，m3;
Vt——压力为101325Pa温度为t℃时1千克气体的体积，m3。 β-----称为气体的温度膨胀系数,值为 1