热工绪论PPT课件
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热工学课件
L L H L H
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2、某制冷循环中，工质从温度为-23℃冷源吸热100kJ，并将热量230kJ传给 温度为17℃的热源（环境）。此循环满足克劳修斯积分不等式吗？ 3、有一热机工作在500℃及环境温度30℃之间工作，试求该热机可能达到 的最高热效率？若从热源吸热1000KJ，那么能产生多少净功？
第三章
w PdV
w
6、热能、热量区别
pdv
热能是系统储存能，取决于状态； 热量是系统与外界由于温差而交换的能量，是过 程量 热量的数学式： q ct , q cdT 热力学中规定：系统吸热时热量去正值，系统对 外放热时取负值。
7 、热力循环
热力循环是指工质从某一初态出发经历一系列热 力状态变化后又回到原来初态的热力过程，即封 闭的热力过程，简称循环
2. 工质经一热力过程，放热80kJ，对外做膨胀功300kJ，为使其返回原来 的状态，对该系统加热60kJ，问：再后一过程中需要对工质做功多少？
3. 闭口系统沿acb可逆地从a状态变化到b状态，过程中吸热84kJ，对外做 膨胀功32kJ，求：⑴ 若系统沿另一路径adb不可逆地从a状态变化到b 状 态，对外做功10kJ时，需吸收多少热量？ ⑵ 为使系统由b状态返回a状态，外界对系统做功20kJ，系统与外界交换 了多少热量？是吸热还是放热？ 4. 质量为4500kg的汽车，沿坡度为15°的上坡下行，汽车速度为300m/s 在距山脚100米处开始刹车，汽车到达山脚完全停止。若不计其他力的作 用，求：刹车系统因摩擦产生的热量？
三种比热容间的换算关系：
cm 22.4 c Mc
定压质量比热容（定义、符号、单位）：1千克质量的工质 在压力不变的条件下，温度升高（或降低）1K时所吸收 （或放出）的热量。其单位是J/(kg· K)，常用符号 c 表示。 p
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2、某制冷循环中，工质从温度为-23℃冷源吸热100kJ，并将热量230kJ传给 温度为17℃的热源（环境）。此循环满足克劳修斯积分不等式吗？ 3、有一热机工作在500℃及环境温度30℃之间工作，试求该热机可能达到 的最高热效率？若从热源吸热1000KJ，那么能产生多少净功？
第三章
w PdV
w
6、热能、热量区别
pdv
热能是系统储存能，取决于状态； 热量是系统与外界由于温差而交换的能量，是过 程量 热量的数学式： q ct , q cdT 热力学中规定：系统吸热时热量去正值，系统对 外放热时取负值。
7 、热力循环
热力循环是指工质从某一初态出发经历一系列热 力状态变化后又回到原来初态的热力过程，即封 闭的热力过程，简称循环
2. 工质经一热力过程，放热80kJ，对外做膨胀功300kJ，为使其返回原来 的状态，对该系统加热60kJ，问：再后一过程中需要对工质做功多少？
3. 闭口系统沿acb可逆地从a状态变化到b状态，过程中吸热84kJ，对外做 膨胀功32kJ，求：⑴ 若系统沿另一路径adb不可逆地从a状态变化到b 状 态，对外做功10kJ时，需吸收多少热量？ ⑵ 为使系统由b状态返回a状态，外界对系统做功20kJ，系统与外界交换 了多少热量？是吸热还是放热？ 4. 质量为4500kg的汽车，沿坡度为15°的上坡下行，汽车速度为300m/s 在距山脚100米处开始刹车，汽车到达山脚完全停止。若不计其他力的作 用，求：刹车系统因摩擦产生的热量？
三种比热容间的换算关系：
cm 22.4 c Mc
定压质量比热容（定义、符号、单位）：1千克质量的工质 在压力不变的条件下，温度升高（或降低）1K时所吸收 （或放出）的热量。其单位是J/(kg· K)，常用符号 c 表示。 p
电厂热工专业介绍 PPT
• 3.你上洗手间时，自动冲水(人体感应)； --------红外距离监测，电磁阀控制冲水
• 4.液化气灶 电子点火---燃气流量调节---灭火保护（温度 检测，检测不到温度，松手就断气源）
• 5.燃气热水器电子点火---燃气流量调节---灭火保护（温度 检测）---断水保护
• 6.电热水器
• 7.空调
• 控制： • 过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有非常广泛的应用。 • 过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控
制两个发展时期。
• 在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段,段----各控制系统集中于一点 • 集散控制阶段----各控制系统集中于多点。
• 测量：
• 一般定义：测量是利用合适的工具，确定某个给 定对象在某个给定属性（Attribute)上的量的程序 或过程。
• 生活中热工的应用： • 测量应用： • 温度：接触和非接触，体温表，空调测温、冰箱测温，非
典时期火车站的体温测量 • 压力：胎压表，高压灭菌 • 流量：燃气表， • 转速：汽车发动机转速表 • 液位：水箱水位，油箱油位 • 位移：倒车雷达，可视系统 • 含氧量：汽车尾气排放测量
电厂热工专业介绍
什么是热工？热工人干什么？
• 什么是热工？
• 热工，简单说是一句话热力参数的测量和控制。了解热工 就从了解测量和控制两个方面开始，要了解测量和控制， 先了解测量和控制的目的。
• 测量和控制都是为了满足生产过程的需要，满足运转员监 视和控制的需要。
• 空调的例子：
• 测量进风温度（室温）
• 2.汽车技术应用 • ABS（Anti-locked Braking System）防抱死刹车系统。它
《热工基础》绪论PPT
年 中国 世界先进
g / kW. h
1960 1970 600 502
1980 1991 1997 448 424 408
2006 366 305
600 500 400 300 200 100 0 1960 1970 1980 1991 1997 2006 中国 世界先进
二Hale Waihona Puke 火力发电厂生产过程火力发电厂: 利用燃料燃烧放热生产电能的工厂
风 能
风 车
水 力 能
水水 力 车机 械
化 学 能
核 能
燃 裂 聚 烧 变 变
地 热 能
传 热
太 阳 能
光 热 光 电 反 应
热
热 机
温 差 发 电
能 (95%)
磁 流 体 发 电 热 用 户
机 械 能
发 电 机
电 动 机
电
能
太 阳 能 发 电
秦 山 核 电 站
西 藏 羊 八 井 地 热 发 电 站
《热工基础及应用》
课 程 性 质
岗位群
火电厂集控运行值班员、巡视员
专业
火电厂集控运行
课程
热工基础及应用(职业能力核心课程)
本课程为火电厂集控运行专业的职业能力核心课程，是针对大中型火力发
电厂运行与管理等岗位职业能力培养而设置的课程，旨在为大中型火电厂培 养具有运行操作基本技能、确保热力设备安全、经济运行的高素质技能型专 门人才。
传热过程是由导热、热对流、
热辐射三种基本方式组合形 成的
三、本课程主要内容及研究方法
（二）热工学主要研究方法
宏观方法为主，微观方法为辅
①宏观方法:即不考虑物质的微观结构，而是
从宏观现象出发来描述客观规律。用宏观物理量
g / kW. h
1960 1970 600 502
1980 1991 1997 448 424 408
2006 366 305
600 500 400 300 200 100 0 1960 1970 1980 1991 1997 2006 中国 世界先进
二Hale Waihona Puke 火力发电厂生产过程火力发电厂: 利用燃料燃烧放热生产电能的工厂
风 能
风 车
水 力 能
水水 力 车机 械
化 学 能
核 能
燃 裂 聚 烧 变 变
地 热 能
传 热
太 阳 能
光 热 光 电 反 应
热
热 机
温 差 发 电
能 (95%)
磁 流 体 发 电 热 用 户
机 械 能
发 电 机
电 动 机
电
能
太 阳 能 发 电
秦 山 核 电 站
西 藏 羊 八 井 地 热 发 电 站
《热工基础及应用》
课 程 性 质
岗位群
火电厂集控运行值班员、巡视员
专业
火电厂集控运行
课程
热工基础及应用(职业能力核心课程)
本课程为火电厂集控运行专业的职业能力核心课程，是针对大中型火力发
电厂运行与管理等岗位职业能力培养而设置的课程，旨在为大中型火电厂培 养具有运行操作基本技能、确保热力设备安全、经济运行的高素质技能型专 门人才。
传热过程是由导热、热对流、
热辐射三种基本方式组合形 成的
三、本课程主要内容及研究方法
（二）热工学主要研究方法
宏观方法为主，微观方法为辅
①宏观方法:即不考虑物质的微观结构，而是
从宏观现象出发来描述客观规律。用宏观物理量
1热工(绪论+第一章)1、2
1
三、 热力系统、外界和边界 1、定义：
热 源 热力系统
• 系统-thermodynamic system(system) ：
人为分割出来，作为热力学 研究对象的有限物质系统。 • 外界--surrounding ： 与体系发生质、能交换 的物系。 • 边界--boundary：
1 系统与外界的分界面（线）。
开口系统、闭口系统 绝 热系统、孤立系统
、
2.闭口系、开口系的定义
按系统与外界质量交换分： 闭口系—closed system （控制质量CM） —没有质量越过边界 开口系—open system （控制体积CV） —通过边界与外界有质量交换
1
热力系示例图
汽缸-活塞装置 （闭口系例）
热 源
1
热力系统
p
破坏平衡所需时间 （外部作用时间）
>>
恢复平衡所需时间 （驰豫时间）
v
平衡状态 准 静态 可逆过程
有足够时间恢复新平衡 准静态过程
1
平衡状态
二、准静态过程(quasi-static process; quasi-equilibrium process) 1、定义：偏离平衡态无穷小，随时恢 复平衡的状态变化过程。 2、进行条件： 破坏平衡的势差—无穷小
①定义:温度-标志物体冷热的程度的量
热力状态 状态参数 状态方程
温标- 温度的数值标度
热力学温标 (thermodynamics scal e; Kelvin scale; absolute emperature scale and internal
国际摄氏温标
↙
（Celsius temperature scale)
1
三、 热力系统、外界和边界 1、定义：
热 源 热力系统
• 系统-thermodynamic system(system) ：
人为分割出来，作为热力学 研究对象的有限物质系统。 • 外界--surrounding ： 与体系发生质、能交换 的物系。 • 边界--boundary：
1 系统与外界的分界面（线）。
开口系统、闭口系统 绝 热系统、孤立系统
、
2.闭口系、开口系的定义
按系统与外界质量交换分： 闭口系—closed system （控制质量CM） —没有质量越过边界 开口系—open system （控制体积CV） —通过边界与外界有质量交换
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热力系示例图
汽缸-活塞装置 （闭口系例）
热 源
1
热力系统
p
破坏平衡所需时间 （外部作用时间）
>>
恢复平衡所需时间 （驰豫时间）
v
平衡状态 准 静态 可逆过程
有足够时间恢复新平衡 准静态过程
1
平衡状态
二、准静态过程(quasi-static process; quasi-equilibrium process) 1、定义：偏离平衡态无穷小，随时恢 复平衡的状态变化过程。 2、进行条件： 破坏平衡的势差—无穷小
①定义:温度-标志物体冷热的程度的量
热力状态 状态参数 状态方程
温标- 温度的数值标度
热力学温标 (thermodynamics scal e; Kelvin scale; absolute emperature scale and internal
国际摄氏温标
↙
（Celsius temperature scale)
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建筑物理(热)-1 建筑热工基础知识
与温度梯度的大小相等、方向相反的矢量，称为温度降度，记作
grad t
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
四、热流密度 ▇ 热流密度就是单位时间、单位面积上所传递的热量；
dQ q dF
Q qdF
F
大平板：
Q qF
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
W (m C)
Thermal conductivity
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
六、导热系数 Thermal conductivity
定义:
q t n
W/(m· ℃)
1）导热系数的物理意义: 在稳定条件下，当温度梯度 为1℃/m时，在单位时间内通过单位面积的导热量。 2）导热系数越大，表明材料的导热能力越强。 3）物质的导热系数，均由实验确定。
COLD (not much vibration)
Heat travels along the rod
▲物质的固有属性 ：可以在固体、液体、气体中发生; ▲导热的特点 ：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实 固体中。但建筑材料总是有孔隙的，会产生其它方式的传热，但比例甚微， 故在热工计算中，认为在固体建筑材料中发生的是导热过程（有空气间层的 例外）。
► 建筑材料和隔热保温材料导热系数数值范围:0.025 – 3.0 W/(m· K) 。 ►保温材料(绝热材料）：导热系数小于0.25 W/(m· K) ►多孔材料的导热系数与其湿度相关
例如：苯板0.04 岩棉0.035
grad t
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
四、热流密度 ▇ 热流密度就是单位时间、单位面积上所传递的热量；
dQ q dF
Q qdF
F
大平板：
Q qF
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
W (m C)
Thermal conductivity
1. 建筑热工学基础知识 1.2 围护结构传热基础知识 1.2.1 导热
六、导热系数 Thermal conductivity
定义:
q t n
W/(m· ℃)
1）导热系数的物理意义: 在稳定条件下，当温度梯度 为1℃/m时，在单位时间内通过单位面积的导热量。 2）导热系数越大，表明材料的导热能力越强。 3）物质的导热系数，均由实验确定。
COLD (not much vibration)
Heat travels along the rod
▲物质的固有属性 ：可以在固体、液体、气体中发生; ▲导热的特点 ：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实 固体中。但建筑材料总是有孔隙的，会产生其它方式的传热，但比例甚微， 故在热工计算中，认为在固体建筑材料中发生的是导热过程（有空气间层的 例外）。
► 建筑材料和隔热保温材料导热系数数值范围:0.025 – 3.0 W/(m· K) 。 ►保温材料(绝热材料）：导热系数小于0.25 W/(m· K) ►多孔材料的导热系数与其湿度相关
例如：苯板0.04 岩棉0.035
热工测量-第1章_绪论
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接触测量和非接触测量
接触测量：传感器和被测对象直接接触而 进行的测量。 非接触测量：传感器和被测对象不直接接 触而进行的测量。
5 等精度测量和非等精度测量
等精度测量：在测量过程中影响误差大小的全部 测量条件不变。 非等精度测量：不同的测量条件下，对同一被测 量进行多次重复测量。
1.3 检测系统
偏差测量法：被测量作用在测量工具上， 其偏离测量工具的初始状态（零点），偏 离量得到被测量值。也就是说仪表指针的 位移决定被测量大小的测量方法。例如： 水银温度计；指针式万用表，弹簧秤。
零差测量法：使已知量和被测量的差值为零， 这时偏差测量仅起检零作用，已知量即为测量 值。 隐含： (1)已知量是连续可调的，随时可通过 调节 得到被测量。 (2)已知量可容易的准确测量 （天平，用电位差计测量热电偶产生的热电势。）
4 通讯总线与接口（管理两个不同系统之间的数据、 状态和控制信息的传输和交换）
总线：从任意一个源点到任意一个终点的 一组传送数字信号的公共通道，是各种信 号的集合。（一种规范，一种结构形式。） 接口：完成通信的硬件系统
流量检测系统的一个例子（流量跟节流件两侧压差的平发 根成正比）
管道 被测 对象
3 灵敏度 ( sensitivity )
灵敏度表征检测仪表对被测参数变化的灵敏程度。
定义： 测量系统在稳态下输出量的增量与输 入量的增量之比 斜率：
y K x K ( x x f ) Kx K y y K 1 1 K 1 1 x 1 K k
当K》1时，则
1 y x
对于闭环仪表，若正向通道总传递函数系统 K足够大，则闭环仪表的特性取决于反馈通 道的倒特性，而主通道各环节性能的改变不 会影响仪表的输出y。
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3、窑炉的基建费用占全厂总投资的45%-50%。
在建窑过程中尽可能地节约投资。比如有些厂家选用 天然的白破石作为隧道窑燃烧室的内衬。
6
窑炉主要用于无机非金属材料的烧成，
材料的化分为：
金属材料 材料 无机非金属材料
高分子材料
三大材料及其复合材料
我们研究的是无机非金属材料中的硅酸盐材料。
7
定义：以无机非金属材料为主要原料，用热处理的 方法制成的、具有特殊性能的材料或制品——硅酸 盐材料。
中国青花、季红等瓷器。因此，这种窑 被加上正窑的桂冠。
天眼
燃烧室
返回11
16
天眼
格 子 砖
烧窑开 始时放水 出部分水
蒸汽 冷却时加
速冷却
挡火墙
喷火孔
吸 火 孔
看火孔
返回11
17
随着新技术新材料的开拓，陶瓷 窑炉也有了进一步的发展，出现了新一 代连续式窑炉，如辊道窑、推板窑、网 布窑，步进窑等。
返回11
到的。
装满生坯的
窑室
返回11
13
在和龙窑同一时期的
北方，出现半倒焰的馒头 窑，比起升焰式的窑炉有
一定进步。
返回11
14
600年前，南方出现
了阶级窑，它是一种沿山
坡建造的分间式窑炉。
返回11
15
探 火 孔
精美制品
投
400年前，明末清初，江西景德镇人柴， 以独特的窑炉设计和烧窑技术，创建了孔
大型室式窑----蛋型窑，烧制出著名的
国外：将复合材料（复相陶瓷）、无机非金属材 料（硅酸盐材料）统称“瓷”(Ceramics)。
国内：习惯于使用狭义的概念，如陶瓷、玻璃、 水泥等。
共同特点：均需经过烧成、熔融，即经过热处理 ——用热工设备。
8
窑通常称谓：窑炉（Kiln）、窑口（Kiln site）、 窑器（Kiln ware）、窑业（日本）、窑、炉。 热工设备：（1）窑炉
3
概论
一、热工设备在硅酸盐工业中的作用（连接5）
二、我国窑炉的发展历史（连接10） 三、窑炉的分类（连接38） 四、课程的内容和教学安排（连接44）
4
一、热工设备在硅酸盐工业中的作用
1、在烧成过程中，烧成是关键
例如：刚玉砂轮需要中性或弱氧化气氛烧成， 而碳化硅制品则需要强氧化气氛烧成。否则，碳化硅 制品就会出现“黑心”现象。
还有霁红、豇豆红、郎窑红等。
34
伴随着窑炉发展过程：
烧成周期：从过去的几十小时到现在的几十分 钟，甚至几分钟。
烧成技术的进步：如冷却带设置退火烧嘴；
现代窑炉的发展动态： 是向技术集成化、自动化、智能化、绿
色环保、经济高效、灵活美观等方向发展，实 现热工设备的完美化理念。
35
我国燃料储存情况：
燃料
又如：南方的日用陶瓷用还原气氛烧成（说明 为什么？）。
插入隧道窑图片, 说明气氛
返回4
5
一、 热工设备在硅酸盐工业中的作用
2、窑炉所消耗的能量占全厂总能量消耗的50%
由于我国能源比较紧张，从长远来看，窑炉的发展 方向是高效节能，比如余热的充分利用等。如何节能。 (插入隧道窑图，说明余热利用的特点。)
馒头窑 景德镇窑
隧道窑
倒焰窑
辊道窑 推板窑 网带窑 步进窑
钟罩窑 梭式窑
结束语 11
陶瓷是我国悠久文化的象征，几千年来忠 地记载了我国陶瓷业的演变，也同时记载 了陶瓷窑炉的变革。
我国是发明瓷器最早的国家。从陶，原始 瓷，到瓷的烧成，窑炉经过了从无窑到有窑， 从简单到复杂，从低级到高级的发展历程。
古老的陶瓷是无窑堆烧的，后来，大约在 500年前，发明了烧制陶器的穴窑，随后又发 展成升焰式圆窑，方窑 。
（2）干燥器 （3）其它 硅酸盐行业称热工设备是工业的“心脏”！ （原料是基础，成形是条件，烧成是关键）
返回4
9
二、我国窑炉的发展历史 窑炉发展史上的三个阶段：
古代窑炉 （1850年前）
近代窑炉 （1850—1950年）
现代窑炉 （1950年以后）
10
窑炉发展简史
无窑堆烧
穴窑
升焰式窑
龙窑 阶级窑煤Biblioteka 石油 天然气总储量 （亿吨）
1555 34.3 10.6
人均储量 世界人均储量
（t）
（t）
148
155
3.26
27.7
1.01
27.6
根据国情，我国应首选煤为燃料，利用气 化、液化技术进行转化。如发生炉煤气、城 市煤气、水煤浆等。
36
这些古老的窑炉是我国劳动人民聪明才 智的结晶。随着工业技术的发展，陶瓷窑炉 从以木柴为原料逐渐向烧煤、烧油、烧气过 渡，逐渐改进发展成为现代倒焰窑和隧道窑。 我们相信，随着材料科学的发展，先进窑炉 设计必将不断出现，从窑型到砌筑材料，从 燃料到燃烧设备，从快烧、节能技术到操作 控制完全自动化，将会有全方位的新概念， 同时材料科学的发展也将呈现新的气象。
返回11
12
2500年前的战国时期，我国南山方顶出龙现窑沿山坡建造
的倾斜式龙窑。我国的祖先第一次烧制成功了最原始
的古瓷。在其狭长的窑道内装置生坯，沿窑长设若干 窑门，烟囱设在山顶，山脚设燃烧室，起先烧柴后改 烧煤，窑顶沿窑墙两侧设投柴口，从窑头到窑顶逐渐 烧成制品。这种窑炉热能利用比较充分，窑顶处可预 热长生 方坯向，维山尤 持底其 窑燃是 压烧压在室头零转压变附的近科。学这原是理现，代龙窑窑 炉能 极在 不全 易窑 做
30
耐热零件
31
32
我国窑炉发展到宋代时有五大名窑：
官窑：北宋时在河南的开封，南宋时在浙 江临安， 即杭州；
越窑：渐江的余姚； 定窑：南定在江西的景德镇，北定在河北
的曲阳； 汝窑：河南的临汝； 均窑：河南的禹县。
33
古代窑炉是在手工作坊式的生产经济下 出现的。 代表性窑型：景德镇窑和龙窑， 代表性产品：青花、铜红釉、釉里红；
18
新一代间歇式窑炉，如钟罩 窑、梭式窑等相继出现，并且发 展迅速，也带动了陶瓷学科的快 速发展。
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19
随着工业技术的发展，陶瓷这一传统 名词，也逐渐地含有越来越广义的概念， 从日用陶瓷、电镀卫生陶瓷逐渐扩展为到 结构陶瓷、功能陶瓷和高性能陶瓷。
20
日用瓷
21
建筑瓷
22
艺术瓷
23
艺术瓷
热工过程及设备
绪论
电话：6
1
教材： 《磨具工业热工过程及设备》 王改民主编 中国标准出版社出版
主要参考书：
（1）孙晋涛，硅工业热工基础，武工大出版 （2）刘振群，陶瓷工业热工设备，武工大出版 （3）张学学，热工基础，高等教育出版 （4）杨世铭等主编《传热学》，高等教育出版
2
本章学习要点：
了解热工窑炉的发展历史、任务、 作用和发展动态；熟悉本课程的性质、 任务、教学内容及要求。
24
艺术瓷
25
艺术瓷
26
艺术瓷
27
艺术瓷
28
滑石瓷：它具有介质损耗低、绝缘电阻高，以及 较好的机械强度等优点。是一种良好的装置瓷材料，
29
高频瓷：用于各种类型的高频绝缘子，拨段开 关瓷轴，瓷套管，电阻基体和密封外壳等电子 元、器件，它具有热绝缘性能高，化学稳定性 好及优良的耐压强度等特点。
在建窑过程中尽可能地节约投资。比如有些厂家选用 天然的白破石作为隧道窑燃烧室的内衬。
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窑炉主要用于无机非金属材料的烧成，
材料的化分为：
金属材料 材料 无机非金属材料
高分子材料
三大材料及其复合材料
我们研究的是无机非金属材料中的硅酸盐材料。
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定义：以无机非金属材料为主要原料，用热处理的 方法制成的、具有特殊性能的材料或制品——硅酸 盐材料。
中国青花、季红等瓷器。因此，这种窑 被加上正窑的桂冠。
天眼
燃烧室
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天眼
格 子 砖
烧窑开 始时放水 出部分水
蒸汽 冷却时加
速冷却
挡火墙
喷火孔
吸 火 孔
看火孔
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随着新技术新材料的开拓，陶瓷 窑炉也有了进一步的发展，出现了新一 代连续式窑炉，如辊道窑、推板窑、网 布窑，步进窑等。
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到的。
装满生坯的
窑室
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在和龙窑同一时期的
北方，出现半倒焰的馒头 窑，比起升焰式的窑炉有
一定进步。
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600年前，南方出现
了阶级窑，它是一种沿山
坡建造的分间式窑炉。
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探 火 孔
精美制品
投
400年前，明末清初，江西景德镇人柴， 以独特的窑炉设计和烧窑技术，创建了孔
大型室式窑----蛋型窑，烧制出著名的
国外：将复合材料（复相陶瓷）、无机非金属材 料（硅酸盐材料）统称“瓷”(Ceramics)。
国内：习惯于使用狭义的概念，如陶瓷、玻璃、 水泥等。
共同特点：均需经过烧成、熔融，即经过热处理 ——用热工设备。
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窑通常称谓：窑炉（Kiln）、窑口（Kiln site）、 窑器（Kiln ware）、窑业（日本）、窑、炉。 热工设备：（1）窑炉
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概论
一、热工设备在硅酸盐工业中的作用（连接5）
二、我国窑炉的发展历史（连接10） 三、窑炉的分类（连接38） 四、课程的内容和教学安排（连接44）
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一、热工设备在硅酸盐工业中的作用
1、在烧成过程中，烧成是关键
例如：刚玉砂轮需要中性或弱氧化气氛烧成， 而碳化硅制品则需要强氧化气氛烧成。否则，碳化硅 制品就会出现“黑心”现象。
还有霁红、豇豆红、郎窑红等。
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伴随着窑炉发展过程：
烧成周期：从过去的几十小时到现在的几十分 钟，甚至几分钟。
烧成技术的进步：如冷却带设置退火烧嘴；
现代窑炉的发展动态： 是向技术集成化、自动化、智能化、绿
色环保、经济高效、灵活美观等方向发展，实 现热工设备的完美化理念。
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我国燃料储存情况：
燃料
又如：南方的日用陶瓷用还原气氛烧成（说明 为什么？）。
插入隧道窑图片, 说明气氛
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一、 热工设备在硅酸盐工业中的作用
2、窑炉所消耗的能量占全厂总能量消耗的50%
由于我国能源比较紧张，从长远来看，窑炉的发展 方向是高效节能，比如余热的充分利用等。如何节能。 (插入隧道窑图，说明余热利用的特点。)
馒头窑 景德镇窑
隧道窑
倒焰窑
辊道窑 推板窑 网带窑 步进窑
钟罩窑 梭式窑
结束语 11
陶瓷是我国悠久文化的象征，几千年来忠 地记载了我国陶瓷业的演变，也同时记载 了陶瓷窑炉的变革。
我国是发明瓷器最早的国家。从陶，原始 瓷，到瓷的烧成，窑炉经过了从无窑到有窑， 从简单到复杂，从低级到高级的发展历程。
古老的陶瓷是无窑堆烧的，后来，大约在 500年前，发明了烧制陶器的穴窑，随后又发 展成升焰式圆窑，方窑 。
（2）干燥器 （3）其它 硅酸盐行业称热工设备是工业的“心脏”！ （原料是基础，成形是条件，烧成是关键）
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二、我国窑炉的发展历史 窑炉发展史上的三个阶段：
古代窑炉 （1850年前）
近代窑炉 （1850—1950年）
现代窑炉 （1950年以后）
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窑炉发展简史
无窑堆烧
穴窑
升焰式窑
龙窑 阶级窑煤Biblioteka 石油 天然气总储量 （亿吨）
1555 34.3 10.6
人均储量 世界人均储量
（t）
（t）
148
155
3.26
27.7
1.01
27.6
根据国情，我国应首选煤为燃料，利用气 化、液化技术进行转化。如发生炉煤气、城 市煤气、水煤浆等。
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这些古老的窑炉是我国劳动人民聪明才 智的结晶。随着工业技术的发展，陶瓷窑炉 从以木柴为原料逐渐向烧煤、烧油、烧气过 渡，逐渐改进发展成为现代倒焰窑和隧道窑。 我们相信，随着材料科学的发展，先进窑炉 设计必将不断出现，从窑型到砌筑材料，从 燃料到燃烧设备，从快烧、节能技术到操作 控制完全自动化，将会有全方位的新概念， 同时材料科学的发展也将呈现新的气象。
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2500年前的战国时期，我国南山方顶出龙现窑沿山坡建造
的倾斜式龙窑。我国的祖先第一次烧制成功了最原始
的古瓷。在其狭长的窑道内装置生坯，沿窑长设若干 窑门，烟囱设在山顶，山脚设燃烧室，起先烧柴后改 烧煤，窑顶沿窑墙两侧设投柴口，从窑头到窑顶逐渐 烧成制品。这种窑炉热能利用比较充分，窑顶处可预 热长生 方坯向，维山尤 持底其 窑燃是 压烧压在室头零转压变附的近科。学这原是理现，代龙窑窑 炉能 极在 不全 易窑 做
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耐热零件
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我国窑炉发展到宋代时有五大名窑：
官窑：北宋时在河南的开封，南宋时在浙 江临安， 即杭州；
越窑：渐江的余姚； 定窑：南定在江西的景德镇，北定在河北
的曲阳； 汝窑：河南的临汝； 均窑：河南的禹县。
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古代窑炉是在手工作坊式的生产经济下 出现的。 代表性窑型：景德镇窑和龙窑， 代表性产品：青花、铜红釉、釉里红；
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新一代间歇式窑炉，如钟罩 窑、梭式窑等相继出现，并且发 展迅速，也带动了陶瓷学科的快 速发展。
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随着工业技术的发展，陶瓷这一传统 名词，也逐渐地含有越来越广义的概念， 从日用陶瓷、电镀卫生陶瓷逐渐扩展为到 结构陶瓷、功能陶瓷和高性能陶瓷。
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日用瓷
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建筑瓷
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艺术瓷
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艺术瓷
热工过程及设备
绪论
电话：6
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教材： 《磨具工业热工过程及设备》 王改民主编 中国标准出版社出版
主要参考书：
（1）孙晋涛，硅工业热工基础，武工大出版 （2）刘振群，陶瓷工业热工设备，武工大出版 （3）张学学，热工基础，高等教育出版 （4）杨世铭等主编《传热学》，高等教育出版
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本章学习要点：
了解热工窑炉的发展历史、任务、 作用和发展动态；熟悉本课程的性质、 任务、教学内容及要求。
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艺术瓷
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艺术瓷
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艺术瓷
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艺术瓷
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滑石瓷：它具有介质损耗低、绝缘电阻高，以及 较好的机械强度等优点。是一种良好的装置瓷材料，
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高频瓷：用于各种类型的高频绝缘子，拨段开 关瓷轴，瓷套管，电阻基体和密封外壳等电子 元、器件，它具有热绝缘性能高，化学稳定性 好及优良的耐压强度等特点。