冶金传输原理在冶金中的应用

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冶金传输原理在冶金工程的应用

冶金传输原理在冶金工程的应用
2 v 3
2 q2 dA0 ω 3 v = 1− ω ∆P 1.75ρλ L

ω q = k 1− ω ∆P 2 qv 料层的透气性指数 ∆P
2 dA0 k= 1.75 ρλ L
3.埃根方程的应用 埃根方程的应用
③ 气体压力对料层压降的影响
ρ 气体在较高的压力下流过散料层时, ≠ const
∆P = P1 − P2 = 2k ′H + P22 − P2
k′ = 0.292S0 (1 − ω )
ω3
2 ρ 0 P0 v 0
料层结构一定,流量不变,k′不变,P2 ↑ ,∆P ↓ 料层结构一定,∆P一定,P2 ↑ ,k′ ↑ ,v 0 ↑ ,q v ↑
2 2 ∆P 4.2 µ S0 (1 − ω ) 2 v 0 0.292 ρ S0 (1 − ω ) v 0 = + 3 L ω ω3 层流 紊流
2 ∆P 150µλ2 (1 − ω ) 2 v 0 1.75 ρ λ (1 − ω ) v 0 = + 2 3 L d ω dω 3
埃根方程另 一种形式
3.埃根方程的应用 埃根方程的应用
气体通过散料层的流量 散料层的透气性指数 气体压力对料层压降的影响
3.埃根方程的应用 埃根方程的应用
① 气体通过散料层的流量 气体通过散料层一般为紊流状态
ω v0 = 0.292 ρ S0 (1 − ω )
3 1 2
∆P 1− ω 2 = 0.292 ρ S0 3 v 0 L ω
2.气体通过散料层的流动 气体通过散料层的流动
目的 求解气体通过散料层的阻力损失,即气体通过散 料层产生的压力降。 方法 管束理论,将气体所通过的料层中不规则的孔隙通 道看成由平行导管并联而成的管束,先按管束过流情况 从理论上确定阻力损失或气流压降,再按料层特性因素 由实验方法给以补正,确定出实际料层的压降公式。

冶金传输的原理及应用书籍

冶金传输的原理及应用书籍

冶金传输的原理及应用书籍1. 引言•冶金传输是冶金工程中的重要环节之一,涵盖了材料输送、能源传递和信息传输等多个方面。

•了解冶金传输的原理及应用对于冶金工程师和相关从业人员具有重要意义。

2. 冶金传输的原理及分类2.1 原理•冶金传输基于物质的流动和能量的传递。

•物质的传输可以通过液体、气体和固体的形式实现。

•能量的传递可以通过电磁辐射、热传导、热对流和热辐射等方式进行。

2.2 分类冶金传输根据不同的工艺需求和物质属性,可分为以下几类: 1. 粉末输送 - 粉末输送是冶金过程中常见的传输方式,主要用于原料的输送和焦炭的喂料等。

- 常用的输送方式包括气力输送、螺旋输送和皮带输送等。

2. 液体输送 - 液体输送在冶金工程中广泛应用,包括熔融金属的注入、溶液的搅拌和废液的排放等。

- 常见的液体输送方式有泵送、管道输送和浸润等。

3. 气体输送 - 气体输送用于冶金工程中的烧结、冶炼和燃烧等过程。

- 常用的输送方式有风送、压力引导和吹气等。

4. 能源传递 - 能源传递在冶金过程中用于提供热能、电能和动能等。

- 常见的能源传递方式包括燃烧、电磁感应和机械传动等。

5. 信息传输 - 信息传输在冶金工程中用于数据采集、信号传递和控制系统等。

- 常见的信息传输方式有数据通信、传感器技术和自动化控制等。

3. 冶金传输的应用书籍推荐以下是几本在冶金传输领域有较高可参考性和应用价值的书籍推荐:3.1 《冶金传输工程学》- 赵华•本书涵盖了冶金工程中各种传输方式的原理、设计和应用。

•作者结合实际工程案例,深入浅出地介绍了冶金传输工程的基本概念和理论分析方法。

•适合冶金工程师和相关从业人员作为参考手册使用。

3.2 《冶金传输技术及应用》- 刘宁•该书系统地介绍了冶金传输技术和应用的最新进展。

•作者从传输原理、工艺优化到设备选型等方面进行了深入讲解,并提供了大量的实际应用案例。

•是冶金工程专业学生和研究人员的理论与实践结合的参考书。

材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算

材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算

材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算(原创实用版)目录一、材料加工冶金传输原理1.动量传输2.热量传输3.质量传输二、自然对流传热的计算1.自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算2.强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算三、材料加工冶金传输原理在实践中的应用1.材料加工中的应用2.冶金工程中的应用正文一、材料加工冶金传输原理材料加工冶金传输原理涵盖了流体力学、传热学及传质学课程的内容。

从动量、热量及质量传输的角度,阐述了流体流动过程、传热过程以及传质过程的基本理论。

1.动量传输:动量传输是指流体在运动过程中,流体微团之间及流体与固体壁面之间的相互作用。

动量传输的基本方程是牛顿运动定律在流体力学中的推广,即动量守恒定律。

2.热量传输:热量传输是指流体中温度不同的各部分之间由于温差而引起的热量流动。

热量传输的基本方程是热力学第一定律在流体力学中的推广,即能量守恒定律。

3.质量传输:质量传输是指流体中浓度不同的各部分之间由于浓度差而引起的质量流动。

质量传输的基本方程是质量守恒定律在流体力学中的推广。

二、自然对流传热的计算自然对流传热是指流体在自然对流条件下的传热过程。

对于小型冷藏柜和家用电冰箱等制冷装置中的自然对流空气冷却式冷凝器,可以采用一种比较简单的近似传热计算方法。

1.自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算:自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算主要包括冷凝器的热负荷、传热系数和传热面积等参数的确定。

通过这些参数的计算,可以得到冷凝器的传热效果。

2.强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算:强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算需要考虑强制通风对传热效果的影响。

通过对强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算,可以优化制冷装置的性能。

三、材料加工冶金传输原理在实践中的应用材料加工冶金传输原理在材料加工和冶金工程实践中具有广泛的应用。

1.材料加工中的应用:在材料加工过程中,需要对金属进行熔化、铸造、轧制等操作。

在这些过程中,需要对流体流动、传热和传质等过程进行精确控制,以保证材料的性能和加工质量。

传输原理在冶金的应用

传输原理在冶金的应用

传输原理在冶金的应用1. 传输原理简介传输原理是指通过某种媒介将信息或能量从一个地方传递到另一个地方的过程。

在冶金领域,传输原理发挥着重要的作用,帮助实现冶金过程中的物质和能量的传递和转化。

2. 传输原理在冶金中的应用2.1 热传输原理热传输原理是指热量通过传导、对流和辐射等方式从一个物体传递到另一个物体的过程。

在冶金过程中,热传输原理被广泛应用于熔炼、加热和冷却等环节。

•熔炼过程中,热传输原理起着至关重要的作用。

通过加热金属原料,使其达到熔点,实现金属的液态化。

然后通过热传输,在熔融金属和周围环境之间传递热量,控制熔体的温度,以满足冶金反应的要求。

•在加热过程中,热传输原理用于将热量从加热源传递到待加热的物体。

例如,在钢铁冶炼中,燃烧高炉煤气时,热传输原理将煤气中的热量传递给高炉内的铁液,使其达到所需的温度。

•冷却过程中,热传输原理用于将热量从冷却介质中带走,使物体的温度降低。

例如,在铸造过程中,通过在铸件表面喷水冷却,利用热传输原理,将热量从铸件中带走,促使铸件快速冷却。

2.2 质量传输原理质量传输原理是指物质从一处向另一处传递的过程。

在冶金领域,质量传输原理被应用于物质的混合、分离和净化等工艺。

•混合过程中,质量传输原理用于将不同成分的物质混合,实现均匀分布。

例如,在金属合金的制备过程中,通过将合金元素加入到基础金属中,利用质量传输原理将合金元素与基础金属充分混合,获得所需的合金成分。

•分离过程中,质量传输原理用于将混合物中的不同成分分离。

例如,在冶金废气处理过程中,通过利用质量传输原理,将废气中的有害物质与废气中的主要成分分离,实现净化处理。

•在冶炼过程中,质量传输原理用于将金属从矿石中提取出来。

通过在高温下加入还原剂,利用质量传输原理,将金属从矿石中还原出来,并通过蒸馏、浸出等工艺,将金属从矿石中分离出来。

2.3 动力学传输原理动力学传输原理是指物质和能量在化学反应中的传输过程。

在冶金反应工艺中,动力学传输原理被广泛应用于反应速率的控制和改善。

冶金传输原理大作业--伯努利方程在冶金工程的应用

冶金传输原理大作业--伯努利方程在冶金工程的应用

然后流出鹅颈管,实现对带钢的冷却。流经集管的水量大小在安装时
靠调节一个手动阀门的开口度来确定;压力靠机旁高位水箱来稳定。
上集管出水口到带钢表面的距离为 1720 mm,下喷射集管装置的下集
管出水口到带钢下表面距离为 150 mm。通过以下计算可以看出我们
设计的层流冷却装置冷却水处于层流状态,满足实际工况要求。冷却
水从上集管流出来后,作初速度为出口速度的下降运动,冷却水下降
1.72 m 后的速度可以通过水力学公式求得。由伯努利方程有:
Z1
+
������1 ������
+
������12 2������
=
Z2
+
������2 ������
+
������22 2������
+
ℎ������
式中:P1=0 Z2=0 P2=0
2004 年 2 月
不变,式(3)中 v1 和 v2 相等 ,则: p = 1.10133 × 105 − ������������������
此时,套管中注流的压力与其距中间包液面的距离成线性关系.
参考文献:
[1] 柏努利方程在湿法冶金中的应用 陈志刚 2012 年 10 月 [2] 半钢炼钢干法除尘系统煤气回收应用 喻林 2012 年 8 月 [3] 热轧厂层流冷却装置改造中的设备设计 陆大成 潘光明 2004 年第一期 [4] 钢包保护套管中弥散微小气泡的生成机理 唐复平 刘建华 包燕平 杨天钧
二、干法除尘电场泄爆理论[2]
分析气体在整个除尘管道内流动形成一个流场。把管道内气体当
成是没有压缩、没有粘滞性理想流体,则流场内满足连续性方程和伯
努利方程。理想流体作稳流流动时, 即在流管中任选两个与流线垂

传输原理在冶金中应用

传输原理在冶金中应用

传输原理在冶金中应用传输原理在冶金中具有重要的应用背景和意义。

冶金是指通过物理和化学原理对金属和非金属矿石进行提取、纯化、合金化和热处理等工艺过程的学科。

在冶金过程中,传输原理起着至关重要的作用,帮助实现矿石、矿矿石和热能等物质的传输,以实现冶金工艺的顺利进行和高效运行。

传输原理在冶金中的应用可以涵盖多个方面,例如传热传质原理、电磁场传输原理、流体力学原理等。

这些原理为冶金工程师设计和改进冶金设备、优化冶金过程,提高冶金产品的质量和产量提供了理论依据和实践指导。

同时,通过合理应用传输原理,还可以减少资源和能源的浪费,降低环境污染,提高冶金工业的可持续发展性。

在本文中,我们将详细介绍传输原理在冶金过程中的应用。

首先,我们将讨论传热传质原理在冶金中的作用和应用案例。

然后,我们将探讨电磁场传输原理在冶金设备设计中的重要性和效果。

最后,我们将分析流体力学原理在冶金过程中的应用和优势。

通过对这些方面的深入探讨,我们将更好地理解传输原理在冶金中的重要性,并为冶金工程师提供有力的参考和指导。

传输原理是指物质或能量在空间中传递的基本规律。

它涵盖了热传输、质量传输、动量传输等多种类型的传输。

热传输热传输是指热量在物质之间或物质内部传递的过程。

在冶金中,热传输是非常重要的,因为它涉及到控制和调节冶金过程中的温度变化。

热传输的基本原理可以通过热传导、对流和辐射来实现。

热传导是通过物质的分子间的碰撞传递热量,对流则是通过物质的流动传递热量,而辐射则是通过电磁波辐射传递热量。

质量传输质量传输是指物质在不同区域之间的传递过程。

在冶金中,质量传输常用于控制和调节冶金过程中的物质浓度变化。

质量传输可以通过扩散、传导和对流来实现。

扩散是指物质由高浓度区域向低浓度区域的自发传递,传导是指物质在固体内部的传递,对流则是指物质因流体运动而进行的传递。

动量传输动量传输是指物质的运动量在空间中的传递过程。

在冶金中,动量传输在流体力学等方面起着重要作用。

冶金传输原理的应用实例

冶金传输原理的应用实例

冶金传输原理的应用实例1. 概述本文将介绍冶金传输原理在实际应用中的一些实例,并探讨其在冶金领域中的重要性和应用前景。

2. 冶金传输原理冶金传输原理是指在冶金过程中,通过传输将物质从一个位置或状态转移到另一个位置或状态的基本原理。

冶金传输原理包括传质、传热和传动三个方面。

其中,传质是指物质的扩散和迁移过程,传热是指热量的传递过程,传动是指动力的传递过程。

3. 实例一:高炉冶炼过程中的冶金传输原理应用3.1 概述高炉冶炼是冶金过程中的一项重要工艺,其实质是将矿石经过还原反应,使金属氧化物还原为金属。

在高炉冶炼过程中,冶金传输原理起到了至关重要的作用。

3.2 应用实例•传质:高炉冶炼过程中,矿石中的金属氧化物通过还原反应转化为金属。

可以利用冶金传输原理,通过控制温度、气体流动和矿石粒度等参数,促进还原反应速度,提高金属的回收率。

•传热:在高炉冶炼过程中,需要提供高温环境,将矿石加热至足够的温度以实现还原反应。

通过合理设计高炉结构和加热装置,利用冶金传输原理,可以提高传热效率,降低能源消耗。

•传动:高炉冶炼过程中,需要持续供给燃料和矿石,并排出冶金产物。

通过冶金传输原理,可以设计合理的输送系统和排放系统,确保原料和产物的顺畅传输,提高冶炼效率。

4. 实例二:锻造工艺中的冶金传输原理应用4.1 概述锻造是一种常用的金属加工工艺,通过冶金传输原理,将金属加热至可塑状态,然后施加力量使其发生塑性变形,最终得到所需的形状和尺寸。

4.2 应用实例•传质:在锻造过程中,金属材料需要加热至可塑状态,以便进行塑性变形。

采用冶金传输原理,通过控制加热时间、加热温度和加热介质等参数,实现金属材料的均匀加热,提高锻造质量。

•传热:在锻造过程中,需要对金属材料进行加热和冷却处理,以控制其结构和性能。

利用冶金传输原理,可以设计合理的加热和冷却工艺,提高材料的热处理效果。

•传动:在锻造过程中,需要施加力量使金属材料发生塑性变形。

冶金工业中对冶金传输原理的应用

冶金工业中对冶金传输原理的应用

冶金工业中对冶金传输原理的应用合肥学院机械系...........................摘要:本文主要论述了传输原理理论在冶铁工业中的应用,以及运用传输原理对对冶铁工艺的完善优化和传输条件的改善等,和传输原理理论随着科学的发展与计算机技术结合而广泛应用于各个领域,成为现代冶金过程的理论基础。

绪论:从20世纪50年代以来,随着科学技术的发展,传输理论已成为一门独立学科,并广泛应用于冶金、材料、机械、化工、能源、环境等领域。

在冶铁方面就有高炉炼铁的气固两相流动。

高炉强化冶炼,目的就是改善传输条件。

转炉炼钢的气液两相流动,转炉底吹,目的也是改善传输条件。

所以,冶金传输原理即为冶金中的动量、热量、质量传输理论,它已成为现代冶金过程理论的基础。

为冶金工业的技术革新提供理论基础。

在当下,冶铁工业依然立足于冶金传输原理理论基础,与计算机模拟技术相结合,让冶金传输原理基础理论得到更加科学的应用。

关键词:冶铁、传输原理、计算机控制、应用正文:钢铁的冶炼从古自今都是一个国家的重中之重,冶炼方法的变革创新都将是一个国家工业实力的体现,而冶铁技术工艺过程的优化与创新都离不开理论原理与技术经验的支持,冶金传输原理就是支持技术变革的重要基础理论,每一次的冶金技术的优化提高都是对冶金传输原理理论的更加充分的应用。

钢铁的冶炼的发展是复杂而曲折的,从炒钢法、灌钢法到土法小高炉炼铁以及现代的高炉炼铁,每一次技术的革新,冶金传输原理理论都起到不可或缺的作用。

传输现象是自然界及工程技术中普遍存在的现象,大多数金属的提取、精炼、浇铸等过程与传输即流体流动有着密切的联系。

也就是说,传热、传质与流体流动特性密切相关。

高炉炼铁过程、转炉炼钢过程、炉外精炼及钢水的浇注等钢铁冶金高温生产过程中,均存在动量、热量和质量三者的传递过程,并且它们是相互关联、相互耦合的。

流体流动过程中的流速的变化反映动量的变化,因此研究流体流动即动量的传输,掌握其有关的规律性,对冶铁设备的设计与改进以及冶金过程的优化与控制具有重要意义。

冶金传输原理的应用

冶金传输原理的应用

冶金传输原理的应用1. 简介在冶金工业中,传输原理的应用是至关重要的。

传输原理涉及到物质的传递、流动、输送等过程,对提高冶金生产效率、减少能源消耗和降低环境污染具有重要作用。

本文将介绍冶金传输原理的应用,并探讨其在冶金工业中的几个关键领域。

2. 物料输送物料输送是冶金工业中最常见的应用之一。

不同种类的冶金物料需要在不同的工艺阶段中进行输送和处理。

以下是常见的冶金物料输送方法:•气力输送:通过气流的作用将固体颗粒物料从一个地点输送到另一个地点。

这种方法适用于轻型颗粒物料的输送,如矿石粉末、煤粉等。

•机械输送:采用机械设备,如输送带、斗式提升机等,将物料从一个点输送到另一个点。

这种方法适用于较重的物料输送,如矿石块状物料、煤块等。

•液体输送:通过泵等液压装置将液体物料输送至目标地点。

这种方法适用于液态冶金物料的输送,如熔融金属、熔盐等。

3. 热量传递在冶金过程中,热量传递是一个重要的环节。

热量的传递可以通过多种方式实现,包括传导、对流和辐射。

•传导:热量通过固体物质的分子振动传递。

在冶金工业中,常用的传导方式包括热传导沉积和热传导扩散。

•对流:热量通过流体介质的流动传递。

在冶金工业中,气体和液体的对流是常见的热传递方式。

•辐射:热量通过辐射方式传递,无需介质参与。

在冶金工业中,高温炉火辐射的热量传递是常见的辐射方式。

冶金工业中的热量传递通常需要通过加热设备、换热器等来实现,在不同的工艺过程中,采用不同的热传递方式和工艺参数,以达到最佳的热能利用效果。

4. 流体力学流体力学是研究流体运动和相关现象的科学。

在冶金工业中,流体力学的应用广泛存在,包括但不限于以下几个方面:•流动分析:通过对冶金工艺过程中的流体流动行为进行分析,优化流动条件,提高冶金生产效率。

•液体力学:研究液体的运动行为和力学特性,在冶金工业中,针对不同液态冶金物料(如熔融金属、熔盐等)的流动行为进行研究,使得冶金工艺更加精确和高效。

•气体力学:研究气体的运动行为和力学特性,包括气体的流动、压缩、膨胀等。

冶金传输原理大作业--相似原理在冶金工程中的应用

冶金传输原理大作业--相似原理在冶金工程中的应用

式中:Fr,l ,v ,Q 为原型的参数;Fr1 ,l1 ,������1 ,������1 为模型参数:
g 为重力加速度;l 为特征长度;v 为流量。 参考文献: [1] 田恩华,李东侠,崔衡等. 钢包底吹氩工艺优化的物理模拟 特殊钢 2014.2 第 35 卷第 1 期 [2] 冯捷,崔衡,唐德池等. 板坯连铸 IF 钢中间包控流装置优化 水模型研究 铸造技术 2010. 2 第 31 卷第 2 期 [3] 张玉柱,龙跃,王少宁,邢宏伟. 相似原理在冷态模拟粒化 钢渣中的应用 东北大学学报(自然科学版) 2010.2 第 31 卷第 2 期 [4] 李俊桥,李玉刚,彭小辉等. 不同宽度板坯结晶器浸入式水 口优化的水模研究 2011 年第九届全国连铸学术会议 2011.9
析原理中相似准数的量纲为零,由此可以得到以下几个准数: ������1 =
������������
−2 ������ 2 ������1 ������1 1
(1)������2 =
������������ −1 ������1 ������1
(2)������3 =
������
−1 ������ 2 ������ −1 ������1 1 1
塑料粒子模拟固体保护渣。 为了确保模型结晶器内流体的流动特征同 原型内相似,应当保证两者的动力学和几何相似。根据相似原理,采 用 Fr 准数模型,为了保证进行水模型的研究,实验中利用粘性流体 自身的稳定性和自模化性,采取近似模化法。而 Re 数处于同一自模 化区,则有:
2 ������������
=1
通过相似原理推导出几个准数, 建立起石蜡试验和液态钢渣试验 的关系。 根据石蜡粒化过程中的现象和参数选择来确定液态钢渣粒化 过程中的现象和参数选择。 这样可以避免直接应用液态钢渣进行高温 试验,降低了试验成本和粒化设备的复杂程度,同时也达到了解决实 际问题的效果。

冶金传输原理在炼钢的应用

冶金传输原理在炼钢的应用

冶金传输原理在炼钢的应用一、引言在炼钢过程中,冶金传输原理是关键的技术之一。

通过合理设计和应用冶金传输原理,可以实现炼钢过程中钢液的准确传输和处理,提高炼钢效率和钢质质量。

本文将讨论冶金传输原理在炼钢中的应用。

二、冶金传输原理的基本概念冶金传输原理是指在冶金过程中,通过各种方式将液态金属或热金属材料从一个地方传输到另一个地方的原理和方法。

这是一种基于液态金属的流动性和物理性质的工艺。

常见的冶金传输原理包括重力传输、机械传输、液压传输等。

不同的传输原理适用于不同的炼钢过程和操作要求。

三、冶金传输原理在炼钢中的应用1. 重力传输重力传输是最常用的一种冶金传输原理。

在炼钢过程中,通过利用液态金属在重力作用下的流动性,可以实现液态金属的自然下流和流动控制。

这种传输原理广泛应用于炉缸内的钢液流动、连铸过程中的钢液流动等。

重力传输的优点是简单易行,在某些炉缸和连铸设备中应用广泛。

然而,重力传输也存在一些局限性,如传输距离受限、无法对钢液的流速进行精确控制等。

因此,在一些特殊的炼钢工艺中,需要结合其他冶金传输原理进行应用。

2. 机械传输机械传输是通过机械力来实现液态金属的传输。

在炼钢过程中,机械传输常用于大型炉蓄料和钢水倒包的操作。

通过自动化的机械设备,可以实现高效、精确的液态金属传输。

机械传输的优点是可靠性高、效率高。

通过合理设计传输设备,可以实现复杂的炼钢操作。

然而,机械传输的缺点是设备成本高、维护成本高。

在一些中小型炼钢厂中,机械传输设备的投资和维护可能不够经济。

3. 液压传输液压传输是利用液态金属在压力的作用下进行传输的原理。

在炼钢过程中,液压传输常用于钢液的定量控制和流速控制。

通过控制液压系统中的压力和流速,可以实现精确的炼钢操作。

液压传输的优点是精确性高、灵活性强。

通过合理设计液压系统,可以实现炼钢过程中钢液的精确流动和处理。

然而,液压传输的缺点是设备复杂、成本高,需要专业技术人员进行维护和操作。

冶金传输原理在冶金中的应用

冶金传输原理在冶金中的应用

传输原理在冶金工业中的应用在冶金工业中,大多数冶金过程都是在高温、多相条件下进行的复杂物理化学过程,同时伴有动量、热量和质量的传输现象。

在实际的冶金生产中,为使某一冶金反应进行,必须将参与反应的物质尽快地传输到反应进行的区域(或界面)去,并使反应产物尽快地排除。

其中最慢的步骤称为过程控制步骤或限制性环节。

高温、多相条件下的冶金反应大多受传质环节控制,即传质速率往往决定了反应速度,而传质速率往往又与动量和热量传输有密切关系。

传输原理是以物理学的三个基本定律(质量守恒定律、牛顿第二定律和热力学第一定律)为依据的【1】。

是动量传输、热量传输与质量传输的总称,简称“三传”或传递现象。

它可以看成是某物质体系内描述其物理量(如速度、温度、组分浓度等)从不平衡状态向平衡状态转移的过程。

所谓平衡状态是指在体系内物理量不存在梯度如热平衡是指物系内的温度各处均匀一致,反之则成为不平衡状态。

在不平衡状态,由于物系内物理量不均匀将发生物理量的传输,如冷、热两物体接触,热量将从高温物体转移到低温物体,直到两物体的温度趋于均匀,此时冷、热两物体即可达到平衡状态,其温度差就是热量传输的动力。

传输原理主要是研究传输过程的传递速率大小与推动力及阻力之间的关系。

其传输的物理量为动量、热量和质量。

动量传输是指在流体流动中垂直于流体流动方向,动量由高速度区向低速度区的转移;热量传输是指热量由高温区向低温区的转移;质量传输则是指物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。

当物系中存在着速度、温度与浓度梯度时,则分别发生动量、热量和质量的传输过程。

传热即热量的传递,是自然界及许多生产过程中普遍存在的一种极其重要的物理现象【3】。

冶金过程离不开化学反应,而几乎所有的化学反应都需要控制在一定的温度下进行,为了维持所要求的温度,物料在进入反应器之前往往需要预热或冷却到一定程度,在过程的进行中,由于反应本身需要吸收或放出热量,又要及时补充或移走热量。

冶金传输原理在冶金工程的应用

冶金传输原理在冶金工程的应用
热量自发地从高温区域向低温区域传递,导致温度分布变化。
质量传输
物质在相界面或浓度梯度作用下发生迁移,改变浓度分布。
传输原理研究内容
1 2
传输现象的数学描述
建立描述动量、热量和质量传输的数学模型。
传输过程的机理研究
探讨各种传输现象的内在机制和影响因素。
3
传输过程的模拟与优化
利用计算机模拟技术,对传输过程进行模拟分析, 优化工艺参数。
冶金工程中传输原理重要性
01
02
03
提高冶金生产效率
通过优化传输过程,提高 冶金生产效率,降低能耗 和物耗。
改善冶金产品质量
控制传输过程中的各种因 素,提高冶金产品的成分 均匀性、组织结构和力学 性能。
推动冶金技术创新
深入研究传输原理,为冶 金新技术、新工艺的开发 提供理论支持。
02 冶金工程中主要传输现象
热量传
传导传热
在冶金工程中,热量通过物体内部的分子、原子或电子的热运动进行传递,称为传导传热。例如,在 金属熔炼过程中,热量通过炉壁传导至金属熔体,维持其熔融状态。
对流传热
热量通过流体的流动进行传递称为对流传热。在冶金工程中,金属熔体、熔渣和气体的流动都会伴随 对流传热。例如,在连铸过程中,冷却水通过流动将热量从铸坯中带走,实现铸坯的冷却和凝固。
动量传
流体流动
在冶金工程中,动量传输主要涉及流体(如金属熔体、熔渣 、气体等)的流动。流动现象受到流体的物理性质(如密度 、粘度)、流动状态(层流或湍流)以及边界条件(如管道 形状、壁面粗糙度)等因素的影响。
搅拌与混合
动量传输还涉及冶金过程中的搅拌与混合现象。通过搅拌器 或气体搅拌等方式,实现金属熔体、熔渣和添加剂的均匀混 合,以促进化学反应的进行和冶金过程的优化。

冶金传输原理

冶金传输原理

冶金传输原理冶金传输原理是指在冶金工业中,将矿石、熔炼产物、燃料等物料从一个地点输送到另一个地点的基本原理和方法。

传输原理的研究和应用,对于提高冶金生产效率、降低能耗、改善环境保护等方面具有重要意义。

本文将从传输原理的基本概念、传输方式、传输设备等方面进行介绍和分析。

首先,传输原理的基本概念是指在冶金生产过程中,根据物料的性质和输送距离,选择合适的传输方式和设备,实现物料的高效、安全、经济地输送。

传输原理的研究需要考虑物料的物理性质、输送距离、输送速度、输送能耗等因素,以及传输设备的结构、工作原理、维护保养等方面的问题。

只有深入研究和理解传输原理,才能更好地解决冶金生产中的输送问题。

其次,传输方式是指根据物料的性质和输送距离,选择合适的输送方式。

常见的传输方式包括机械输送、液体输送、气体输送等。

机械输送包括皮带输送、斗式输送、螺旋输送等,适用于输送颗粒状、块状物料;液体输送包括泵送、管道输送等,适用于输送液态物料;气体输送包括气力输送、气体管道输送等,适用于输送粉状物料。

不同的物料和输送距离,需要选择不同的传输方式,以确保输送的高效、安全和经济。

再次,传输设备是实现物料传输的关键设备。

常见的传输设备包括皮带输送机、斗式输送机、螺旋输送机、泵站、管道等。

这些设备根据物料的性质和输送距离,采用不同的结构和工作原理,实现物料的输送。

在选择和使用传输设备时,需要考虑设备的质量、性能、维护保养等方面的问题,以确保设备的稳定运行和长期使用。

综上所述,冶金传输原理是冶金生产中的重要理论和技术,对于提高冶金生产效率、降低能耗、改善环境保护等方面具有重要意义。

通过深入研究和应用传输原理,可以更好地解决冶金生产中的输送问题,推动冶金工业的可持续发展。

希望本文的介绍和分析,能够对冶金传输原理的理解和应用有所帮助。

冶金传输原理的应用综述

冶金传输原理的应用综述

冶金传输原理的应用综述1. 引言随着冶金工业的发展,传输原理在冶金工艺中的应用日益重要。

本文将综述冶金传输原理在不同领域的应用情况,包括矿石矿石选矿、熔炼过程、金属溶解和反应等方面。

2. 冶金传输原理在矿石选矿中的应用•重介质浮选法:利用矿石和流体密度差异进行物质分离,提高选矿效果。

•磁选法:通过磁性差异来选择矿石中的有用矿物,提高矿石的品位和回收率。

•电选法:利用矿石中的导电性差异进行分离,对某些金属矿石有较好的效果。

3. 冶金传输原理在熔炼过程中的应用•感应加热技术:利用电磁感应原理对金属进行加热,实现快速熔化和均匀加热。

•溶质的扩散:通过浓度差驱动下的扩散作用,实现熔融金属中杂质的排除。

•流体力学原理:利用流体运动的规律控制熔炼过程中的温度分布和物质传输。

4. 冶金传输原理在金属溶解和反应中的应用•溶解动力学:通过溶解速度和反应速率的控制,实现金属的溶解和反应过程。

•发酵原理:利用微生物对金属的溶解和反应进行控制,例如生物浸出技术。

•物质传输模型:基于溶液中物质传输的模型,预测金属溶解和反应的速率和效果。

5. 冶金传输原理的发展趋势•数值模拟技术的应用:利用计算机模拟和数值计算方法,对冶金传输过程进行优化和控制。

•多物理场耦合研究:研究不同物理场在冶金传输过程中的相互作用和耦合关系。

•新材料和新工艺的应用:利用新材料和新工艺,改进冶金传输过程的效率和质量。

6. 结论冶金传输原理在矿石选矿、熔炼过程以及金属溶解和反应中都有重要的应用。

随着技术的发展,冶金传输原理在冶金工业中的地位将进一步提高,为冶金工艺的改进和创新提供了更多的可能性。

冶金传输的原理及应用教案

冶金传输的原理及应用教案

冶金传输的原理及应用教案1. 引言本教案将介绍冶金传输的原理及其在实际应用中的重要性和方法。

冶金传输指的是将金属和矿石等冶金材料从一个地区或设备输送到另一个地区或设备的过程。

冶金传输是冶金工程中非常重要的一环,直接影响到整个生产过程的效率和质量。

2. 冶金传输的原理冶金传输的原理包括物料输送性质和传输方式选择两个方面。

2.1 物料输送性质物料的输送性质主要包括密度、流动性和粒度。

密度决定了物料在输送过程中的重量和体积特点,流动性则影响了物料在管道和输送设备中的流动性能,粒度则决定了物料通行过程中的颗粒间摩擦和堵塞情况。

2.2 传输方式选择冶金传输的方式主要包括机械传输、气力传输和液力传输。

机械传输是利用机械设备如输送带、斗式输送机等进行物料的输送,适用于物料密度较大且粒度较大的情况;气力传输则是利用空气流动的原理进行物料的输送,适用于物料流动性好且粒度较小的情况;液力传输则是利用液体介质进行物料的输送,适用于物料流动性好且密度较大的情况。

3. 冶金传输的应用冶金传输在冶金工业中有着广泛的应用。

下面将介绍几个常见的应用场景。

3.1 堆场物料输送在冶金工业生产过程中,常常需要将堆场中的物料输送到矿石破碎机、筛分设备等设备中进行处理。

这时可以使用机械传输方式,通过输送带或斗式输送机将物料从堆场中输送到目标设备。

3.2 矿石破碎和磨矿过程矿石破碎和磨矿过程是冶金工业中重要的一环,需要对原料进行细碎和磨细处理。

在这个过程中,可以使用气力传输方式,通过气体流动将原料输送到破碎机和磨矿设备中,以实现对原料的细碎和磨细。

3.3 炼炉和冶炼过程炼炉和冶炼过程是冶金工业中最关键的环节之一,需要对原料进行高温处理和化学反应。

在这个过程中,通常需要用到液力传输方式,利用液体介质如熔炼剂将原料输送到炉中进行熔炼和冶炼。

3.4 产品输送和储存在冶金工业中,处理完的产品需要输送到下一个环节进行进一步加工或储存。

这时可以根据产品的性质选择合适的传输方式,如机械传输、气力传输或液力传输。

冶金传输的原理及应用

冶金传输的原理及应用

冶金传输的原理及应用1. 引言冶金传输是指将金属和合金从一个地方运输到另一个地方的过程。

它在冶金工业中起着至关重要的作用。

本文将介绍冶金传输的原理和应用,并通过列举例子帮助读者更好地理解。

2. 原理冶金传输的原理基于物质的运动规律和力学原理。

以下是冶金传输的主要原理:2.1 重力传输重力传输是最常见的一种冶金传输方式。

它基于物体受重力作用而向下运动的特性。

例如,在炼钢过程中,钢水通过重力从高炉注入到连铸机中。

重力传输的优点是简单且成本低廉,但其局限性是只适用于短距离和较小负载的传输。

2.2 气力传输气力传输是利用气体流动的动力将物料从一个地方运输到另一个地方。

常用的气体有空气、氮气和惰性气体等。

气力传输广泛应用于铸造、冶炼和烧结等工艺中。

例如,在冶金烧结过程中,通过气体将矿石和燃料输送到烧结机中。

气力传输的优点是传输距离远、传输速度快,但其缺点是能耗较高且对物料的流动性要求较高。

2.3 液力传输液力传输是利用液体流动的力将物料从一个地方传输到另一个地方。

常用的液体有水、液态金属等。

在铸造过程中,熔融金属通过液力传输到模具中进行浇铸。

液力传输的优点是传输效率高、传输速度快,但其缺点是需要消耗大量的液体介质,且在一些特殊情况下可能引起氧化或腐蚀。

3. 应用冶金传输主要应用于冶金工业中的炼铁、炼钢、铸造和烧结等工艺过程。

以下是冶金传输在这些工艺中的应用示例:3.1 炼铁在炼铁过程中,冶金传输用于将铁矿石、焦炭和石灰石等原材料输送到高炉中。

通过气力传输或重力传输,各种原料按照一定的比例和顺序加入高炉,实现铁的提取和冶炼。

3.2 炼钢炼钢过程中,冶金传输用于将熔融钢水从炼钢炉或转炉中输送到连铸机中进行铸造。

通过重力传输或液力传输,钢水顺利地从炉内流出,确保了铸造过程的连续进行。

3.3 铸造在铸造过程中,冶金传输用于将熔融金属从炉中输送到模具中进行浇铸。

通过液力传输,熔融金属被均匀地注入到模具中,形成所需的铸件。

冶金传输原理在冶金工程的应用

冶金传输原理在冶金工程的应用

传输模型的建立
建立传输模型是研究冶金传输过程的重要步骤。准确的传输模型可以提供洞察力和指导进行优化。
实际工程应用
冶金传输原理在实际冶金工程中有广泛的应用。了解实际应用案例可以帮助我们更好地理解传输原理的重要性。
冶金工程中的传输
传输是冶金工程中不可或缺的一部分。优化冶金传输可以提高生产效率、减少能源消耗和改善产品质量。
动量传输原理
动量传输涉及流体或气体中力的传递和平衡。在冶金工程中,合理控制动量 传输可以提高冷却效率和液体的均匀分布。
质量传输原理
质量传输关注物质在不同相之间的迁移。深入研究质量传输可以帮助改善冶 金过程中的反应效率和产品质量。
热量传输原理
热量传输涉及热量在冶金系统中的传递和转换。优化热量传输可以帮助提高 冶金反应的效率和产品的热处理质量。
物质输运模拟
物质输运模拟可以预测冶金系统中物质的传输和分布。这有助于优化工艺参 数和改善产品质量。
传输与能量转换
传输与能量转换是冶金工程中的重要组成部分。通过优化传输过程,可以提 高能量转换效率和产品质量。
传热传质耦合
传热传质耦合是涉及热量和物质在冶金系统中的共同传输。深入了解这种耦合关系可以优化冶金过程的效率。
传输优化控制
传输优化控制是在冶金工程中实现高效传输的关键。通过优化控制策略,可 以最大限度地提高冶金过程的效率。
冶金传输原理未来应用展望
冶金传输原理在未来的冶金工程中将继续发挥重要作用。展望未来可以激发创新思维和技术发展。
结论与总结
冶金传输原理是冶金工程中的核心概念。通过深入了解和应用这些原理,可 以改进冶金工艺,提高生产效率和产品质量。
稳态和非稳态传输
稳态和非稳态传输涉及物质或能量在冶金系统中的持续性和变化性。了解这两种传输类型对于冶金工艺的设计 和控制至关重要。

冶金传输的原理及应用实例

冶金传输的原理及应用实例

冶金传输的原理及应用实例1. 前言冶金传输是指在冶金工程中,将各种冶金材料从一个地方传输到另一个地方的过程。

这个过程在冶金生产中至关重要,它涉及到多种传输方法和设备的应用。

本文将介绍冶金传输的原理和一些实际应用实例。

2. 冶金传输的原理冶金传输的原理可以归纳为以下几个方面:2.1 传输介质选择冶金传输涉及到不同类型的材料,例如矿石、矿渣、煤炭等。

对于不同类型的材料,选择合适的传输介质非常重要。

常见的传输介质包括空气、水、液体和固体。

2.2 传输方式选择根据传输介质的不同,冶金传输可以采用多种方式,如重力传输、气力传输、液力传输和机械传输等。

选择适合的传输方式可以提高传输效率和安全性。

2.3 传输设备选择冶金传输设备的选择也是非常重要的。

常见的传输设备包括输送带、输送管道、卸料设备等。

根据传输介质、传输方式和传输距离的不同,选择合适的传输设备可以确保传输的稳定和高效。

2.4 传输过程控制冶金传输的过程需要进行精确控制,以确保材料的准确传输和目标位置的到达。

传输过程控制包括传输速度控制、流量控制和压力控制等。

3. 冶金传输的应用实例以下是冶金传输的一些实际应用实例:3.1 矿石传输将矿石从矿山传输到冶炼厂是冶金生产的重要环节。

矿石传输通常使用输送带或输送管道进行,根据矿石的性质和传输距离的不同,可以选择不同类型的输送带或输送管道,以确保矿石的高效传输。

3.2 精矿传输精矿是经过矿石破碎、磨矿和选矿等处理过程得到的富含有用金属的矿石。

精矿传输通常使用输送带或输送管道进行,传输过程中需要控制精矿的浓度和流量,以确保后续冶炼过程的顺利进行。

3.3 矿渣处理冶金过程中产生的矿渣需要进行处理和处置。

矿渣传输可以采用输送带或输送管道,传输过程中需要控制矿渣的浓度和流量,以确保矿渣的安全处理。

3.4 原料供给在冶金生产中,往往需要将不同种类的原料供给到冶炼过程中。

原料供给可以通过输送带、输送管道或卸料设备等方式进行。

冶金传输原理在生活中的应用

冶金传输原理在生活中的应用

冶金传输原理在生活中的应用1.铸造:铸造是将金属或合金熔化后,通过冶金传输原理将其流动到铸型中,然后冷却形成固态金属工件的过程。

这是最常见的冶金传输应用之一、铸造广泛应用于汽车、航空航天、建筑和电子设备制造等领域。

2.金属的转运和储存:冶金传输原理常常用于金属或合金的转运和储存过程中。

例如,在炼钢厂中,冶金传输原理被用来将铁矿石转化成锻铁,然后再通过冶金传输原理将锻铁转化成钢。

3.金属的熔炼和炼取:冶金传输原理也被应用于金属的熔炼和炼取工艺中。

例如,铝的熔炼通常涉及将铝矿石与氧化剂一起加热,然后通过冶金传输原理将熔炼后的铝流动到合适的容器中。

4.金属材料的制备:冶金传输原理被广泛用于金属材料的制备工艺中。

例如,可以通过冶金传输原理将两种或更多种不同的金属混合在一起,形成合金。

这种制备方法可以改善金属的力学性能和化学性能,使其更适合特定的应用。

5.金属的腐蚀和防护:冶金传输原理也在金属的腐蚀和防护方面发挥着重要作用。

例如,常见的金属腐蚀形式之一是金属离子通过电解胀腐蚀。

通过控制电位和电流密度,可以通过冶金传输原理来控制金属离子的扩散速率,从而减缓腐蚀过程。

6.金属的表面处理:冶金传输原理也被用于金属表面处理工艺中。

例如,通过电沉积原理,可以在金属表面形成具有良好耐磨性和耐蚀性的保护层。

同时,冶金传输原理也可以在金属表面上形成具有特殊功能的覆盖层,如反射、导电、导热层等。

7.金属的热处理:冶金传输原理也应用于金属的热处理过程中。

例如,通过冶金传输原理,可以控制金属的加热和冷却速率,以改善金属的组织和性能。

这对于提高金属的强度、韧性和耐蚀性非常重要。

总而言之,冶金传输原理在生活中有广泛应用,涉及到金属的各个方面,如制备、加工、保护和改进性能。

这些应用既可以改善产品质量,也可以提高生活质量和工作效率。

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传输原理在冶金工业中的应用在冶金工业中,大多数冶金过程都是在高温、多相条件下进行的复杂物理化学过程,同时伴有动量、热量和质量的传输现象。

在实际的冶金生产中,为使某一冶金反应进行,必须将参与反应的物质尽快地传输到反应进行的区域(或界面)去,并使反应产物尽快地排除。

其中最慢的步骤称为过程控制步骤或限制性环节。

高温、多相条件下的冶金反应大多受传质环节控制,即传质速率往往决定了反应速度,而传质速率往往又与动量和热量传输有密切关系。

传输原理是以物理学的三个基本定律(质量守恒定律、牛顿第二定律和热力学第一定律)为依据的【1】。

是动量传输、热量传输与质量传输的总称,简称“三传”或传递现象。

它可以看成是某物质体系内描述其物理量(如速度、温度、组分浓度等)从不平衡状态向平衡状态转移的过程。

所谓平衡状态是指在体系内物理量不存在梯度如热平衡是指物系内的温度各处均匀一致,反之则成为不平衡状态。

在不平衡状态,由于物系内物理量不均匀将发生物理量的传输,如冷、热两物体接触,热量将从高温物体转移到低温物体,直到两物体的温度趋于均匀,此时冷、热两物体即可达到平衡状态,其温度差就是热量传输的动力。

传输原理主要是研究传输过程的传递速率大小与推动力及阻力之间的关系。

其传输的物理量为动量、热量和质量。

动量传输是指在流体流动中垂直于流体流动方向,动量由高速度区向低速度区的转移;热量传输是指热量由高温区向低温区的转移;质量传输则是指物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。

当物系中存在着速度、温度与浓度梯度时,则分别发生动量、热量和质量的传输过程。

传热即热量的传递,是自然界及许多生产过程中普遍存在的一种极其重要的物理现象【3】。

冶金过程离不开化学反应,而几乎所有的化学反应都需要控制在一定的温度下进行,为了维持所要求的温度,物料在进入反应器之前往往需要预热或冷却到一定程度,在过程的进行中,由于反应本身需要吸收或放出热量,又要及时补充或移走热量。

如闪速炼铜过程,为了强化熔炼反应,需将富氧空气预热至500℃以上;又如硫化锌精矿的流态化焙烧过程,由于反应发出大量的热,炉子外面需设置冷却水套及时移走多余的热量。

此外还有一些过程虽然没有化学反应发生,但需维持在一定温度下进行,如干燥与结晶、蒸发与热流体的输送等。

总之,热量的传递与冶金过程有着密切的联系,可以说,在许多场合,热量的传递对冶金过程起着控制作用。

热的传递是系统或物体内部的温度差而引起的。

根据传热机理的不同,传热的基本方式可分为三种:传导、对流和辐射。

热传导当物体内部或两个直接接触的物体之间存在着温度差时,物体中温度较高的部分因分子的振动将热量传递给临济的温度较低的部分,而同时并没有宏观的物质迁移的过程称为热传导。

固体内部的热量传递过程是热传导,静止的液体或气体的传热也属于热传导。

还应该指出,在层流流体中,在垂直于流动方向上的传递亦属此类。

热对流由于流体(液体或气体)本身的流动而将热能从空间的一处传至另一处的传热现象称为热对流。

对流传热又因使流体产生运动的原因不同而分为自然对流和强制对流两种。

自然对流是由于流体内部各处的温度不同而引起流体内部密度的差异所形成的流体流动。

强制对流是流体因受外力的作用(如泵。

风机、搅拌等)而引起的流动。

对流传热过程往往伴有热传导。

如换热器中冷、热两种流体经过固体壁面得传热过程中,热流体在流动过程中将热量传递给壁面的一侧,而壁面的另一侧将热量传递给流动中的冷流体。

这种流动流体与固体壁面之间的传热,工程上称之为对流传热;二固体壁面内部的传热称为热传导。

热辐射以电磁波的形式发射或传递热能的过程叫做热辐射,或称为辐射传热。

任何物体,只要其绝对温度不为零度,都会以电磁波的形式向外辐射能量,当物体发射的辐射能被另一物体吸收又重新转变为热能时,即为热辐射。

物体发射辐射能的多少与物体的温度有关,温度越高,所发射的辐射能越多。

辐射能不仅能从温度高的物体转移到温度低的物体,而且也能从温度低的物体转移到温度高的物体。

但因温度高的物体发射的辐射能较多,总的结果还是温度高的物体失去能量,而温度低的物体得到能量。

热辐射与热传导及热对流不同,其主要区别在于热传导是在固体或层流流体中进行的,而热对流则是产生在流动的流体中。

热传导与热对流必须通过中间的介质(固体或液体)才能进行。

而热辐射则不需要通过任何介质,即便在真空中也能进行。

实际生产过程中,各种传热方式往往不是单独出现的,而是伴随着其他传热方式同时出现。

如高温炉壁在空气中的散热以及火焰炉内火焰雨物料表面间的传热通常是对流与辐射的联合传热过程;而间壁式换热器的传热过程则是辐射、对流及传导三种传热方式同时进行。

对上面介绍的传导、对流及辐射三种传热方式,我们均可用下述方程来描述其传热过程,即Q=KA Δt=KA (t 1-t 2) (1)式中Q ——单位时间内通过传热面传递的热量,W ;A ——传热面积,m 2;Δt ——两传热体的温差,℃K ——传热系数,W ·m -2·℃-1。

显然,热传导过程: K =δλ 对流传热过程:K=α辐射传热过程: 2142411212100100t t T T C K -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=ϕ 式一称为传热基本方程式。

换热器是冶金及化工生产中用以进行热交换操作的常用设备。

根据传热的原理和实现热交换的方法,换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式三大类1.间壁式换热器间壁式换热器是在冷、热两流体间用以固体壁面隔开,两种流体不相混合,通过间壁进行热量的传递。

2.混合式换热器混合式换热器又称直接接触式换热器。

此类换热器中,冷、热流体以直接混合的方式进行热量传递,故其传热效果好。

3.蓄热式换热器蓄热式换热器又称蓄热器,其器内充填耐火砖等热容量较大的固体填料。

冷、热流体交替地流过蓄热器,利用固体填料来积蓄和释放热量以达到热交换的目的。

实际工业生产中所应用的换热器种类繁多,我们作为冶金工业者需要了解各种换热器的特点,并能根据工艺要求选用适当的类型。

列管式换热器又称管壳式换热器,是目前应用最广的一种间壁式换热器。

其结构简单,易于加工,处理能力大,适应性强,操作弹性大,尤其在高温、高压和大型装置中使用更为普遍。

列管式换热器由壳体、管束、管板(又称花板)和封头(又称端盖)等部件组成。

在圆筒形壳体中装有由多根平行管组成的管束,管束两端胀接或焊接在管板上。

管子在管板上的排列方式可以是三角形、六角形或正方形。

为了增加管系间流体的流速,可在壳体内安装横向或纵向折流挡板,挡板可以是半圆形或圆形。

当冷、热两种流体在列管式换热器中进行交换时,一种流体在管内流过,其行程称管程;另一种流体从管外流过,其行程称壳程。

管束的表面积即为传热面积。

管内流体每通过一次管束称为一个管程,当所需传热面积较大时,为提高流体流速以增大传热系数α,在换热器的顶盖上可加挡板,使之变为双管程或多管程。

列管式换热器操作时,由于两种流体温度不同,其壳体与管束的膨胀程度也不相同。

情况严重时课导致设备变形,或是管子弯曲,或是管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。

因此,当温差较大时,必须从结构上采取措施以减少甚至消除这种膨胀的影响。

目前常用的方法是补偿法,补偿法又分为:①浮头补偿②补偿圈补偿③U形管补偿等。

目前国内使用的浮头式和U形管式等列管换热器均有定型产品,所以我们可从生产实际出发,根据传热基本方程及其后期推导公式进行设计计算,以确定换热器的主要参数,然后参考标准系列的规格型号进行选择即可。

其选用的主要内容和步骤如下:掌握基本数据,明确工艺要求;①冷热流体的物性参数;②冷热流体的特性(如腐蚀性、悬浮物含量等);③两种流体的流量,进、出口温度,操作压力等。

确定换热器的型号和流体的流动空间选型计算选型计算的主要内容包括:①根据工艺要求确定两种流体的定性温度,并进行计算热负荷;②计算对数平均温差;③根据总传热系数的经验值范围或按生产实际情况选取总传热系数K值;④由传热方程估算传热面积,按系列标准选择换热器规格;⑤核算总传热系数;⑥修正温差并进行计算传热面积。

流体流动空间的选择,可考虑一下原则:不清洁或易垢的流体、腐蚀性流体、压力高的流体、温度高的流体宜走管程;而饱和蒸汽、粘度大或流量小的流体以及需冷却的流体宜走壳程。

流体流速一般可根据经验选取,列管式换热器常用的流速范围见下表近年来,化工、石油、轻工、冶金等过程工业得到了迅速发展,随之而来的能源紧缺成为世界性的重大课题之一,各工业部门都在努力发展大容量,高性能设备,以减少投资费用。

这样,尺寸小、质量轻、换热效率高的换热设备受到众多研究者的青睐。

目前对列管式换热器的研究主要有:传热强化,能量回收利用,以及为高效化,大型化的进展所作的研究。

传热强化是一种改善传热性能的技术,它通过改善和提高热传递的速率来达到用最经济的设备来传递一定热量的目的,简单而言,强化传热就是提高流体和传热面之间的传热系数。

学习“冶金传输原理”有两个最基本的目的,第一,深入地了解各类传输现象的机理,这对于改进各种冶金过程和设备的设计、操作及控制提供理论依据。

第二,为将来所研究的冶金过程提供基础数学模型,有了这些数学模型,借助计算机的帮助,就可以对冶金过程进行模拟研究,从而使过程从开始到使用的周期大大缩短。

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