无机材料热工基础习题库(可编辑修改word版)

“无机材料热工基础”课程习题库

第一章气体力学在窑炉中的应用

思考题

1.窑炉系统气体流动有何特点？将伯努利方程应用于窑炉系统的气体应注意哪些条

件?二气流伯努利方程有什么特点?

2.窑炉系统内的“窑压”大小与哪些因素有关?在生产实践中是如何调窑压的？窑压

大小对生产过程由什么影响。

3.在窑炉系统中气体垂直流动时的分流法则是什么?，此法则的适用条件是什么?

4.音速、马赫数 Ma 都是表示气体可压缩程度的参数，二者之间有何不同?

5.为什么亚音速气流无论在多长的收缩管道中流动都不能获得超音速气流?

6.在超音速流动中，速度随断面积增大而增大的物理实质是什么?

7.亚音速气流在缩—扩喷嘴中流动获得超音速的条件是什么?

8.烟囱的“抽力”与哪些因素有关?若烟气的温度相同、同一座烟囱的抽力是夏季大

还是冬季大?

9.若烟气与环境气温都不变，烟囱的抽力是晴天大还是雨天大?为什么?

10.为什么同样规模的烟囱在沿海地区能正常工作而在内地高原地区却达不到原有的

排烟能力?

11.家里燃气灶的结构如何？燃气灶的一次空气量吸入原理是什么？如何调节一次空

气量的大小？

作业题

1.热气体在一垂直的等直径管内自下而上流动，管内气体的平均温度为500℃，管外

空气温度为20℃。试求2—2 截面上的静压并画出相应的压头转换图。设1—1 截面在上方，1—1 与2—2 截面之间的距离为10m，压力损失为6Pa。

2.某窑炉的窑墙厚为240mm，窑墙上下各有一个直径为200mm 的小孔，两个孔间垂

直距离为lm，窑内气体温度为1000℃，烟气标态密度为1.32kg/Nm3，外界空气温度20℃，窑内零压面在两个小孔垂直距离的中间。求通过上下两个小孔的漏气量。

3.压缩空气从装有一管嘴的气罐中流入大气，气罐中的压力p1=7×105Pa，温度20℃，

求流出速度（Pa=1.05×105Pa，管嘴速度系数 =0.9）；

(1)管嘴为收缩管；

(2)管嘴为拉伐尔管。

4.已知烟囱高度35m，上口直径1m，流速为2 Nm/m，烟囱下口直径为上口直径的两倍，

烟囱内烟气平均温度为273℃，烟气在烟囱内流动时摩擦阻力系数为0.05，烟囱外界温度20℃，密度1.20kg/m3，求烟囱底部的负压。

5.某窑炉的烟气量为8000Nm/h，烟气密度为1.34kg/Nm3，烟囱底部的烟气温度为400

℃，系统总阻力为180Pa，夏季空气最高温度为38℃，计算烟囱的直径和高度。

6.无焰烧嘴用高炉煤气作喷射剂，助燃空气为被喷射气体，煤气燃烧所需空气量为

2Nm3/s，煤气与空气温度均为27℃，煤气密度为0.9kg/m3，燃煤气量为600 Nm3/h，要求P4-P2’=500Pa，试设计喷射器的主要尺寸，并计算煤气所需压力P1。

第二章燃料及其燃烧

思考题

1.燃料中的氧是否越多越好，为什么？

2.固体燃料燃烧的组成为何要用四种基准？它们各适用于那种场合?

3.燃料的高低位热值有何区别？

4.什么是液体燃料的闪点、燃点、着火点？

5.什么是着火温度？

6.有人认为燃料发热量越高，其理论与实际燃烧温度也越高。分析该说法是否正确并

说明原因。

7.试分析火焰面内温度、浓度与化学反应速度的变化情况。

8.试提出工业窑炉中强化燃烧过程的主要途径。

9.使用高压介质雾化油烧嘴时，对雾化剂有何要求?说明原因。

10.提高燃烧室燃烧温度的措施有哪些？

作业题

1.已知煤的干燥无灰基组成（％）为：

C d af H daf O d af N daf S daf

80.2 6.1 11.6 1.4 0.7

收到基时水分M ar=3.5％，干燥基时灰分A d=8.2％。

求：收到基时C ar 的百分含量。

2.已知某窑用煤的成分分析为：

组分C ar H ar O ar N ar S ar M ar A ar

质量(%) 77 3.0 3.6 3.4 1.0 8.0 4.0

若实际燃烧过程中过剩空气系数 =1.11；试计算每kg 燃料燃烧? （1）所生成的实际干烟气量及组成；（2）所需的实际空气量。

3.已知某窑用煤的成分分析为：

组分C ar H ar O ar N ar S ar M ar A ar

质量(%) 72 4.0 6.4 ——8.2 9.4

试计算当α=1.25 时（1）每kg 燃料燃烧所生成的干烟气量。（2）所需的实际空气量。

4.某窑炉使用发生炉煤气为燃料，其组成(%)为：

CO2CO H2CH4C2H4O2N2H2S H2O

5.6 25.9 12.7 2.5 0.4 0.2 4

6.9 1.4 4.4

燃烧时空气过剩系数为 1.1，计算：

(1)燃烧所需实际空气量；

(2)实际生成湿烟气量；

(3)干烟气及湿烟气组成百分率。

5.上题当高温系数为85%，空气、煤气均为20℃，计算实际燃烧温度。若空气预热至1200℃，此时实际燃烧温度较不预热时提高了多少。

6.某窑炉用煤作燃料，其收到基组成为：

组分C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar

w% 72 6 4.8 1.4 0.3 11.9 3.6

实际测得燃烧后的干烟气组成为(V％)：CO2 13.6，O2 5.0，N2 81.4。煤灰中含碳17％、灰83％，小时燃煤量为400kg，试计算每小时实际烟气量和实际空气量。

7.已知某固体燃料燃烧所需理论空气量为11Nm3/Kg，产生的理论烟气量为12 Nm3/Kg，

今测得其干烟气组成为(V％)：CO2 7.95%、CO 0.42%、O2 4.05%、N2 87.58%，求燃烧产生的实际烟气量。

第三章传热原理

思考题

1.傅立叶定律能否应用于非稳态导热?

2.为什么多层平壁中温度分布曲线不是一条连续的直线，而是一条折线?

3.天气晴朗干燥时，将被褥晾晒后使用会感到暖和，如果晾晒后再拍打一阵，效果会

更好，为什么?

4.对流换热热阻和导热热阻的概念是否一致?

5.在傅立叶定律中作为比例系数出现的导热系数λ是物体的物理性质参数，而在牛顿

冷却定律中作为比例系数出现的对流换热系数 却不是物理性质参数，为什么?

6.什么是 Nu 准数?主要用来求什么值?

7.平顶建筑物中，顶层天花板表面与室内空气间的换热情况在冬季和夏季是否一样?

为什么?

8.在一保持20℃室温的房间里，夏季穿单衣感到很舒适，在冬季却一定要穿绒衣才觉

舒适，试从传热的观点分析其原因。

9.窗玻璃对红外线几乎是不透明的，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人们感到暖和?

10.辐射换热角系数的含义是什么?

11.试从传热学的角度分析热水瓶胆的保温作用一般瓶胆是镀银的真空夹层玻璃)。

12.根据克希霍夫定律，灰体的黑度越大，吸收率越高，但为什么增加表面的黑度可以

增加辐射换热量?

13.任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面作了哪些基本假定?

14.为提高测量精度，用热电偶测量熔窑内温度时，应采用一些什么措施?

15.气体辐射有哪些特点?平均射线行程的定义是什么?

16.实际换热过程总是综合传热过程，但在前面讨论对流换热问题时却总将辐射换热排

除在外。试问，能否认为这种讨论问题的方法不恰当?

作业题