冶金炉热工基础期末复习题
《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，把对流给热分为和给热。
2. 雷诺准数的物理意义是流体的与之比。
3.
4. 在冶金炉（尤其是高温炉）内，是主要的传热方式。
5. 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与
7. 对任意两个表面而言
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、吸收和透过三种作用。 10. 平壁厚度越，平壁材料的导热系数越越大。
11. 物体各处温度不随时间变化的传热状态称为 12. 物体内温度相同的所有点连成的面称为 13. 两种或两种以上传热方式同时存在的传热过程，称为
14. 耐火材料按耐火度的不同可分为和特级耐火材料三种。
15. 对流现象只能在或中出现，它是借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和的具体内容和数值，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能力的程度。
18. 单位时间的传热量可称为
19. 耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫
20. 重油雾化的主要作用是接触面积。
21. 固体和液体燃料都是由五种元素、组成。
22. 煤气的燃烧可分为
23. 重油牌号的命名是按照该种重油在50℃的
24. 粉煤的燃烧过程可分为三个阶段。
25. 高炉煤气的主要可燃成分是。
26. 常用燃料的特性主要包括两个方面。
27. 按照物理本质的不同，传热过程可分为 和辐射传热三种基本的形式。
28. 平壁导热的特点是，圆筒壁向外导热时导热面不断 变化。
29. 绝对黑体的辐射能力与其绝对温度的
30. .当物体接受到热射线时，有三种可能的情况，一部分被一部分被吸收，另一部分透过。
31气体平衡方程式是研究气体绝对压力变化和气体表压力变化两个平衡方程式。
32. 的绝对压力与设备外相同高度的实际大气压的差是气体的表压
力。
33. 对气体而言，分子热运动所引起的 是气体粘性产生的主要依据。
34. 层流时，边界层内的气体不流动，它对管内的气体产生紊流时，边界层内的气体是层流状态。
35. 大气状态下的柏努力方程式
h 静1+h 位1+h 动1=h 静2+h 位2+h 动2+h 失
36. 按其产生的原因不同，压头损失分为失两类。
二、判断题
（√）1. 没有温度差，就没有传热现象。温度差是传热的动力。 （√）2. 在气体火焰中喷入少量重油或焦油就叫做“火焰掺碳”。 （×）3. 硅质耐火材料是碱性耐火材料。
（×）4. 任何工程材料的导热系数都随温度升高而增大。
（√）5. 同一等温面上没有热量传递。
（×）6. 颜色深的物体就是黑体。
（√）7. 可见光是热射线，热射线并不全是可见光。
（√）8. 某物体的辐射能力越强，其吸收能力也必然越强。
（×）9. 动力边界层和传热边界层的概念在一般情况下是相同的。 （√）10. 在保证燃料完全燃烧的基础上使空气过剩越小越好。 （×）11. 火焰传播速度大于气流喷出速度，容易出现回火。 （×）12. 耐火度可以代表耐火材料的实际使用温度。
（√）13. 多层圆筒壁导热时，其温度变化曲线是一条不连续的曲线。 （√）14. 耐火材料的实际使用温度比荷重软化点高。
（√）15. 静止气体沿高度方向上，下部的绝对压力大于上部的绝对
压力。
（√）16. 黑度可以说明不同物体的辐射能力，它是分析和计算热辐
射的一个重要的数值。
（√）17. 常见的气体多属于A+D＝l ，R ＝0，即气体不能反射，而未
被吸收的就被透过。
（×）18. 固体材料中铜的导热系数最大。
（√）19. 物体的辐射能力与其吸收能力是一致的，能辐射的波，也
能被该物体吸收。
（√）20. 在整个气体容积中，气体的辐射和吸收是沿着各个方向同
时进行的。
三、名词解释
1. 传热边界层：在有放热现象的系统中，流体与固体壁面的温度降
主要集中在靠近边界的这一薄膜层内，这种有温度
变化（即温度梯度） 的边界层称为“传热边界层”。
2. 气体的粘性力：在气体流动时使两相邻气层的流速趋向一致，且
大小相等方向相反的力，称为内摩擦力或粘性
力。
3. 火焰传播速度：燃烧反应在可燃混合物中扩展的直线速度，它反
映了燃烧速度的快慢。
4. 气体的层流：当气体流速较小时，各气体质点平行流动，此种
流动称为层流。
5. 角度系数：角度系数是表示从某一表面射到另一表面的能量与射出
去的总能量之比。用符号φ表示。
6. 导热系数: 当温度沿x 轴向的变化率为1单位时，通过单位面积的
热流，称为导热系数，用λ表示。
7. 稳定流动：流体中任意一点上的物理量不随时间改变的流动过程。
8. 黑 体：若A ＝1， R ＋D ＝0的物体或对外来的热辐射全部吸收，
没有反射和透过的物体。
9. 空气消耗系数：实际空气需要量与理论空气需要量的比值叫空气消
耗系数以n 表示，即：n L n L 0
10. 燃料的发热量：单位质量或单位体积的燃料在完全燃烧情况下所
能放出热量的千焦数叫做燃料的发热量。
11. 燃烧温度：燃料燃烧放出的全部被燃烧产物所吸收，燃烧产物所
能达到的温度叫燃料的燃烧温度。
12. 局部阻力损失：气体在管道中流动时，由于管道形状改变和方向
改变，气体分子间的相互碰撞和气体分子与气壁间
的碰撞而引起的压头损失，称为局部阻力损失，常
用符号h 局表示
四、简答题
1. 与传导传热和对流传热相比，辐射传热具有哪几个特点？
答：(1)任何物体只要温度高于绝对零度，便可以进行辐射传热；
(2)辐射传热不需要任何介质，在真空中同样可以传播，而且热量的传递过程伴随有能量形式的转变（即热能→辐射能→热能）。
2. 气体的辐射与吸收和固体比较起来主要有哪些特点？
答：1) 不同的气体，其辐射和吸收辐射能的能力不同。
2) 气体的辐射和吸收，对波长具有选择性。
3) 在气体中，能量的吸收和辐射是在整个体积内进行。
3. 简述高低发热量的区别？
答：二者的区别在于废气中水的存在状态不同：高发热量中的水是冷
却成为0℃的液态水；低发热量的水是冷却成20℃的水蒸气。
4. 提高燃烧温度的途径有哪些？
答：通过实际燃烧温度的热平衡方程进行分析，显然要提高t 实际实的
数值，必须增大下式中分子的数值，或者减少下式中分母的数值。
t 实际=Q 低+Q 空气+Q 煤气—Q 介—Q 不—Q 解V n C 产
增大式中分子的数值可以从下面几点考虑：
(1) 提高燃料的发热量
(2) 实现燃料的完全燃烧
(3) 降低炉体热损失
(4) 预热燃料和空气
减少式中分母的数值可从下面两点考虑：
(1) 降低空气消耗系数
(2) 富氧鼓风和氧气助燃
5. 什么叫有效辐射？
答：自身辐射、对另一表面辐射的反射和对自身辐射的反射，这三种
射线的总和，称为该表面的“有效辐射”。
6. 简述Re 、Gr 、Pr 、Nu 相似准数的物理意义？
答：Nu 数代表着对流现象的本质；
Gr 数表征流体自然对流发展的程度；
Re 代表流体流动的类型及扰动程度；
Pr 数是反映流体本身物理特性的谁数。
7. 简述何谓负位压头损失？在实际生产中计算是应注意什么问题？ 答：当管道中的气体由上向下流动时，位压头就成了气体流动的一种
阻力，这时的位压头称负位压头，用符号h 位负表示。
在实际生产中，气流经过由下向上和由上向下的管道长度相等，温度相差不多时，正负位压头的数值可以相互抵消，不必计算位压头。如果不同则应分别计算，分别纳入动力和阻力项目内。
8. 简述实际气体的柏努力方程式的意义。
答：低压气体在稳定流动中，前一截面的总压(静压、 位压、动压之
和) 等于后一截面的总压(静压、位压、动压、能量损失之和) 。而各种能量间可相互转变，各种能量都可直接或间接地消耗于能量
损失，在能量转变和能量损失过程中静压不断变化。
9. 如何用雷诺数判别气体在光滑管道中流动时的类型。
答：当气体在光滑管道中流动时，Re10000时
为紊流；2300
10. 简述动力边界层的概念。
答：流体在流动时，与固体接触的表面出形成一个流速近似等于零的薄膜层，从这个薄膜层到流速恢复远方来流速的区域就是动力边界层。
五、计算题
1. 已知某精煤的供用成分如下：
求：该煤燃烧时的理论空气量、理论燃烧产物量。 2. 一炉壁有耐火砖砌成，厚度δ=250mm，耐火砖内表面温度t 1=1000℃，外表面温度t 2=200℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/m·℃，求通过炉壁的热流量。
3. 某车间辐射采暖板的尺寸为1.5×2 m 2，辐射板面的黑度ε1=0.9，板面平均温度t 1=97℃，车间周围壁温t 2=7℃，如果不考虑辐射板背面及侧面的热作用，试求辐射板面与四周壁面的辐射换热量。
4. 试求通过某加热炉炉壁的单位面积向外的散热量。已知炉壁为粘土砖，厚360 mm ，壁内外表面温度各为800℃及50℃。若换用轻质粘土砖作炉壁， 其它条件不变，问减少热损失多少？
（已知λ粘＝0.7＋0.00064t ，λ轻 ＝0.29+0.00026t）
5. 如图所示，在此烟道系统中废气的平均密度为0.25kg/m3，车间大气密度为1.25kg/m3，1—1、2—2两截面之间的标高差为5m 。用压力管在两截面测出的表压(静压头) 分别为: ΔP 1=—49Pa ，ΔP 2=—
147Pa 。已知ω1=6m/s，ω2=10m/s。求1、2两截面间的压头损失。
图a 烟道系统