第一篇：熱工基礎與應用2014復習稿

一、題型

? 1.單項選擇題，15個15分；

? 2.填空題，20個20分；

? 3.名詞解釋題，6個12分；

? 4.簡答題，5個20分；

? 5.論述題，10分；

? 6.畫圖題，4問8分；

? 7.計算題，2個15分。

二、概念

? P2 能源按性質分：含能體能源：集中儲存能量的含能物質，如煤炭，石油，天然氣等；過程性能源：物質運動過程產生和提供的能量，這種能量無法儲存并隨著物質運動過程結束而消失，如水能，風能等。

?

? P3能源利用經歷了:薪柴時期，煤炭時期，石油時期 P5-6熱污染是指在能源消耗及能量轉換過程中有大量化學物質及熱蒸汽排入環境，使局部環境或全環境發生增溫，并可能對人類和生態系統產生直接或間接危害的現象，是能源未能被最有效、最合理地利用造成的。而溫室效應是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應，引起地球表面變熱的現象，是由于人類生產和生活向大氣排入過多的二氧化碳造成的。溫室效應是熱污染的一種。

?

?

? P16 工質 :用來實現能量相互轉換的媒介物質稱為工質。p ?P18絕對壓力：p b : p?p g ?p b;p?p b : p?p b ?p v;P19 對于簡單可壓縮系統，只要給定兩個相互獨立的狀態參數，就可以確定它的平衡系統，這兩參數必須可測。

? P16，,19在熱力分析中為何引入平衡狀態？準平衡過程如何處理“平衡狀態”與“狀態變化”的矛盾?

? P16為什么引入平衡狀態：為了分析熱力系統中能量轉換的情況，首先必須能夠正確地描述系統的熱力狀態。所謂的熱力狀態是指熱力系統在某一瞬間所呈現的宏觀物理狀況。熱力系統可能呈現各種不同的狀態，我們只能對處于平衡的狀態進行研究。所謂平衡狀態，是指在沒有外

界影響（重力場除外）的條件下，熱力系統的宏觀性質不隨時間變化的狀態。

? P19 準平衡過程如何處理“平衡狀態”與“狀態變化”的矛盾：熱力系統從一個狀態向另一個狀態變化時，所經歷的全部狀態的總和稱為熱力過程。就熱力系統本身而言，熱力學僅可對平衡狀態進行描述，平衡就意味著宏觀是靜止的；而要實現能量的轉換，熱力系統又必須通過狀態的變化級過程來完成，過程就意味著變化，意味著平衡被破壞。平衡和過程這兩個矛盾的概念怎樣統一起來呢？這就要依靠準平衡過程。準平衡過程是由一系列平衡狀態組成的熱力過程，破壞平衡狀態的不平衡勢差應為無限小，也就是過程要無限放緩。

? P21，在工程熱力學中，熱和功的轉換，是通過氣體的體積功來實現的，熱能轉變為機械能必須通過工質的膨脹才能實現。

? P23熱力循環：工質從某一初態出發經歷一系列熱力狀態變化后，又回到原來初態的熱力過程，即封閉的熱力過程。分為：可逆循環、不可逆循環、正循環、逆循環，解釋之。

? P24熱力學能是工質微觀粒子所具有的能量。包括：（1）分子的內動能和內位能；（2）維持分子結構的化學能；（3）以及原子核內部的核能。

?

?

? P25 閉口系統能量方程： q=△u+w P26 閉口可逆系統能量方程： q??u??21pdvP27穩定流動系統：熱力系統內各點狀態參數不隨時間變化的流動系統。為實現穩定流動必須滿足的條件：⑴進出系統的工質流量相等切不隨時間變化 ；⑵系統進出口工質的狀態不隨時間而變；⑶系統與外界交換的功和熱量等所有能量不隨時間而變。1122(u?c?gz)和(u?c2?gz2)12? P28-29 伴隨1kg工質進入、流出控制體積的能量為： 1212?

?

?

? P29 穩定流動系統能量方程 ：q=△h+wt P30 可逆穩定流動過程能量方程： q??h??21vdpP31-32 能量方程的應用：葉輪式機械:w sh?h；熱交換器: Q?? H;節流 ? h? 0； 1?h2P36熱力學第二定律：克勞修斯說法: 熱量不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體;開爾文說法: 不可能制造出從單一熱源吸熱、使之全部轉化為功而不留下其他任何變化的熱力發動機。

? P37-39卡諾循環：工作在恒溫的高、低溫熱源間的理想可逆正循環。有兩個定溫可逆過程

TL

TH和兩個絕熱可逆過程組成。熱效率： ? c ?1?? P39熱機的熱效率,卡諾定理：(三條)?可逆TL??c?1?；?不可逆??可逆;TH

? P41：因為熵變是某一狀態參數的微分，所以初態1和終態2間，不論什么過程，只要兩過程的工質為同量的同一氣體，兩過程氣體的熵變相等。

? P44孤立系熵增原理：在孤立系統內，一切實際過程（即不可逆過程）都朝著使系統熵增大的方向進行，在極限情況（可逆過程）下，系統的熵保持不變。即：可逆=0；不可逆>0;不可能發生<0。

? P50熵的微觀物理意義是：孤立系統內部發生的過程，總是沿著由熱力學概率小的狀態向熱力學概率大的狀態方向進行；宏觀物理意義是：一個熱力系統的變化，無論可逆與否，均可以表示為熵流和熵產之和。

?

? P67 氣體的定值比熱容：表3-2，單原子氣體，雙原子氣體； P68-69理想氣體的熱力學能和焓是溫度的單值函數。微元過程單位質量理想氣體熱力學能和焓的增量：

? du?cv?T,dh?cp?T理想氣體定壓過程的熱力學能變化量為cp△t?。

P77理想氣體定容過程：q?uv ? T； ?? c

P78理想氣體定壓過程：

P78理想氣體定溫過程： ? ? ?

?

?

?

? v2wt?w?q?RgT1ln;v1P80理想氣體定熵過程： wt?kw;P82-85理想氣體的多變過程:據此畫出p-v和T-是圖； q??h?cp?T;pvn?con;n?0?定壓;n?1?定溫；n?k?絕熱；n???定容；P48環境溫度為T0時，從溫度為T1的恒高溫物體向溫度為T2（T2>T0）的恒低溫物體傳出的熱量Q中的： 有效能：Ex,Q?Q?1-??

?? P37-39卡諾循環：工作在恒溫的高、低溫熱源間的理想可逆正循環。有兩個定溫可逆過程

TL

THP68,69想氣體的熱力學能、焓、熵是溫度的單值函數： T2??;?T1?無效能：An,Q?QT2T1和兩個絕熱可逆過程組成。熱效率： ? c ?1??

?

? du?cvdT;dh?cpdT;Tds?cvdT?pdv或Tds?dh?vdpP62 理想氣體的摩爾氣體常數R與氣體的種類和氣體的狀態無關； RMP61-63 理想氣體狀態方程： pv?RgT;pVm?RT;pV?mRgT;pV?nRT;R?8.314J/mol?K,Rg?

? P107當物體內有溫度差或兩個不同溫度的物體接觸時，而產生的熱量傳遞現象，稱為熱傳

?1d導；熱阻：，ln2

?2??Ld1? P111溫度梯度：沿等溫面法線方向上的溫度增量△t與法向距離△n比值的極限。

?

? 熱傳導的導熱熱阻是:P114-117 P116-117 管道外覆蓋保溫材料，屬于圓筒壁導熱，保溫：希望到熱量小，熱阻大，公式（4-24a），保溫措施：；

? P125減小帶套管工業溫度計的測量誤差的措施：1.管道外覆蓋保溫材料；2.采用足夠長的測溫套管；3.選用熱導率小的材料做套管；4.在強度允許的情況下采用薄壁套管；5.強化套管與流體間的換熱

?

?

? P147邊界層的發展圖4-34，層流邊界層，湍流邊界層，層流底層;P149努謝爾特數，雷諾數，普朗特數的含義； P151-152如何正確使用特征數方程解決對流換熱問題：1.根據對流換熱的類型和范圍合理選擇特征數方程；2.確定定性溫度，用以確定特征數物性的溫度；3.確定特性長度，特征數中具有代表性的尺度；4.正確選擇特征速度；5.正確選用各種修正系數。

? P153管槽內強制對流換熱的特征數方程中有三個修正系數：入口效應修正系數，溫度修正系數，彎管修正系數。

? P168輻射力：輻射力是指單位時間內物體單位表面積向半球空間所有方向發射出去的全部波長的輻射能的總量，它的常用單位是W/㎡。

? 4E??TP168 黑體輻射力與溫度的關系—斯特潘-玻爾茲曼定律： b

? P169 光譜吸收比：物體對特定波長輻射能的吸收比。

三、計算題：

1.P26:例2-1

2.P58:2-36;

3.P185:4-2；

4.P85:例3-6

要求：看原題計算，作圖，及后面討論；

第二篇：熱工復習

玻璃熱工設備

基本概念

1.玻璃池窯熔化率K

窯池每平方米面積上每天熔制的玻璃液量。t /(m2 ·24h)。

2.噸玻璃消耗的燃料量

熔化一噸玻璃液消耗的燃料重量（或體積）。kg燃料/ t玻璃或m3 / t玻璃液。

3.有效熱效率

（用于玻璃熔制的耗熱量 / 單位耗熱量）%

4.橫火焰窯

窯內火焰作橫向流動,與玻璃液流動方向垂直，有2對以上小爐

5.馬蹄焰窯

窯內火焰呈馬蹄形流動

6.縱火焰窯

窯內火焰作縱向流動，與玻璃液流向一致

7.三傳理論

動量傳遞，動力：壓強差，如池內玻璃液流動、火焰空間、蓄熱室、管道內的氣體流動或液體流動

熱量傳遞，動力：溫度差，如窯內熱傳遞、玻璃液內熱交換、配合料內熱交換、氣—固間、氣-液間、液-固間的熱交換

質量傳遞，動力：濃度差，如玻璃液內物質擴散、氣體空間內同組分間擴散

8.火焰空間熱負荷值

火焰空間熱負荷值：每單位空間容積每小時燃料燃燒所發出的熱量。也叫熱強度。(Q火/V火)

9.流液洞流量負荷

每小時通過流液洞每單位斷面積的玻璃液量稱為流液洞的流量負荷，kg/cm2.h

10.格子體的比受熱面積A

比受熱面積：每平方米熔化面積所需的格子體的受熱表面。A=F蓄/F熔

11.格子體通道的橫截面積

12.格子體的填充系數

填充系數：每1m3 格子體內磚材的體積

13.小爐口熱負荷

小爐口單位面積單位時間的燃料消耗量

14.玻璃形成過程的耗熱量

配合料在熔制過程中生成1kg玻璃液理論上所需要消耗的熱量。

15.燒煤氣小爐的形式

格子體通道截面積：1㎡格子體橫向上氣體通道的截面積。

“小交角”特點：空、煤氣交角小，預燃室長，舌頭探出（長舌）。小爐火焰平穩、較長，火根與火梢溫差較小，易控制，自然通風，檢修方便；但體積較大，散熱損失大，占地多?！按蠼唤恰碧攸c：空、煤氣交角大，預燃室短，舌頭不探出（短舌）。小爐空、煤氣混合良好，火焰較短，出口附近火焰溫度高，結構緊湊，但火焰難控制，火根與火梢溫差大，用機械鼓風，檢修不方便，操作水平要求高。

16.坩堝窯

窯內放置坩堝，坩堝內將配合料熔化成玻璃的熱工設備?；虿Ａб涸谯釄鍍热刍?/p>

17．窯齡和周期熔化率

窯齡，連續生產的時間，以年為單位。周期熔化率=窯齡×熔化率（t/ m2）

問答題

1.蓄熱室馬蹄焰窯爐的優缺點？

答：優點：火焰行程長，燃燒完全。一對小爐，占地小，投資省，燃耗較低，操作維護簡便，適應產品多。

缺點：火焰覆蓋面小，窯寬溫度分布不均勻，有周期性溫度波動和熱點的移動。

2.換熱室雙懸池窯的優缺點?

答：優點：與單碹池窯相比，窯頂散熱小，爐溫較高，窯內溫度分布均勻且穩定。

缺點：砌筑費時，內碹易被高溫和粉料蝕損，與蓄熱式比熱效率低，換熱室易堵，易漏氣。

3.窯池的作業制度有哪些？怎么操作？

溫度制度、壓力制度、泡界線制度、液面制度和氣氛制度。

通過溫度、氣氛的控制滿足工藝要求。要穩定，又要適時調整。

“窯溫”指胸墻掛鉤磚溫度。依靠燃料消耗比例調節。

壓力制度指的是壓強或靜壓頭，沿氣體流程。要求是：玻璃液面處靜壓微正壓（+5Pa），微冒火。測點在澄清帶處大碹或胸墻。用煙道的開度調節抽力壓強。

人為確定玻璃液熱點位置。馬蹄焰池窯穩定性不很強

液面：要求穩定，依靠控制加料機的加料速率來進行。

氣氛：改變空氣過剩系數來調節（空氣口大小和鼓風用量）。

4.提高流液洞壽命的策失有哪些？ 提高流液洞壽命措施：采用上傾式流液洞；擴大冷卻表面；減少磚厚度，采用有效冷卻結構；采用優質耐火材料。

5.提高蓄熱室格子體換熱效率的策失有哪些？

A、增大F蓄。B、合理配置格子體磚材材質。C、加強保溫，減少散熱。D、縮短換熱時間。E、采用機械鼓風

6.提高熔化池熔化率的能力有哪些？

提高玻璃窯爐的熔化能力：

1)正確地選擇燃料。火焰亮度:油>天然氣>發生爐煤氣2)不同燃料采用不同的火焰黑度和尺寸。凈化煤氣加大火焰尺寸，質量差燃料增大火焰黑度。3)調整火焰噴出角度及長度。貼近玻璃液面。長度要燃燒完全及覆蓋面大。4)角系數小。提高墻體面積。5)薄層加料。6)提高空氣預熱溫度。7)提高窯爐耐火材料質量。

7.為什么熔化池中自然流動是整體的，永久的？強制對流是暫時的，局部的？

自然流動:整體的、永久的。原因：玻璃液的粘度（μ）和密度（ρ）與溫度（t）有關。μ—t曲線，t↓，μ↑，流動速度ν↓。ρ—t曲線，t↓，ρ↑，△t引起△ρ。密度差△ρ產生自然流動。

8.池窯的熱分析可以反映哪些工況?

熱分析內容

①玻璃熔化；②熱能利用；③余熱回收；④燃燒；⑤漏氣；⑥氣流阻力；⑦換向；⑧窯兩側對稱；⑨窯壓；⑩窯體蝕損。

9.坩堝窯窯體構造包括哪些部分？

坩堝窯由窯膛、坩堝、燃燒設備（火箱）、換熱器、漏料坑、煙道及煙囪組成。

10.玻璃電熔窯有哪些優點？

（1）熱效率高（2）適合熔制高質量玻璃：（3）適宜熔制含高揮發物組分（F、Pb、B、P等）玻璃和極深色顏色玻璃（4）電熔窯構造簡單，管理方便（5）無污染，無噪音，作業環境好，沒有碹頂和上部結構散熱，環境溫度不高及沒有廢氣和配合料粉塵，是污染環境最小的熔制方法。

11.池窯發生池底漂磚的原因是什么？采取的策失？

池底采用多層池底結構，表面層采用抗侵蝕性強的優質耐火材料；

12.應用三通道蓄熱室的優點？

答：（1）可以在不增加廠房高度的情況下擴大換熱面積，同時可以根據各通道氣體進出溫度、侵蝕情況以及通道內的主要傳熱方式來考慮各通道格子體的結構和磚的材質，使蓄熱室的設計更合理，蓄熱室的利用率和余熱回收率都有所提高，蓄熱室整體壽命延長。（2）煙氣流程長，氣流分布均勻，助燃空氣預熱溫度高。（3)可根據不同溫度的傳熱方式特點，確定各通道內合適的煙氣流速，以提高熱交換能力。（4）較普通箱式蓄熱室不易發生堵塞或倒塌，減輕工人勞動強度，增加經濟效益。

13.窯壓偏大的故障原因？

（1）窯爐使用時間較長時，由于堵塞和漏氣，窯壓會相應增大；（2）氣流阻力過大和煙囪抽力不夠

14.簡述常用熱電偶的類型?

鉑銠30-鉑銠6熱電偶;鉑銠10-鉑熱電偶 分度號為S;鎳鉻-鎳硅（鎳鉻-鎳鋁）熱電偶 分度號為K;鎳鉻-考銅熱電偶 分度號為XK；

15.玻璃熔窯鋼結構的作用？

玻璃熔窯鋼結構的作用？

答：承受各個磚結構部分和玻璃液共同作用的推力和壓力

16.玻璃電熔窯采用的是什么電？原因？

玻璃具有電解特性，直流電使電極表面產生沉積物和形成氣泡。電熔用交流電，由隔離變壓器供電。

17.玻璃熔窯的熱工控制的意義？

玻璃熔窯的熱工控制包括對玻璃熔窯各熱工參數（如溫度、壓力、液面、氣氛、流量和流速等）的測量與自動控制。

熱工測量是檢查熱工過程的基本手段，自動控制是保證熱工設備維持最佳狀態的重要措施。正確地安裝與使用熱工測量與自動控制儀表，可以正確、及時地了解與控制熱工設備的工作狀態，保證設備的安全運轉，提高玻璃的產量和質量，降低燃耗，提高勞動生產率。

18.池窯冷卻部的作用？

作用：對玻璃液冷卻、均化和分配。A、冷卻玻璃液；與流液洞起一半降溫作用B、穩定玻璃液溫度和成分；C、玻璃液繼續澄清和均化；D、可吸收一部分再生氣泡；E、改善熔化池的循環對流；F、穩定玻璃液面，并均勻分配給供料道。

19.熔化率的選擇依據？

1）玻璃品種與原料組成；2）熔化溫度；3）燃料種類與質量；4）制品質量要求；5）窯型結構，熔化面積；6）加料方式和新技術的采用；7）燃料消耗水平；8）窯爐壽命和管理水平。

流液洞的作用：撇渣器和冷卻器的作用。

1）對玻璃液的選擇作用。

2）玻璃液的冷卻作用好。

3）減少玻璃液的循環對流，減少熱損失。

4）提高玻璃液的均勻性

1）熱負荷值——每小時每m2熔化面積上消耗熱量，W/ m2；

2）單位耗熱量——熔化每千克玻璃液所耗總熱量，kJ/kg玻璃；

3）耗煤量或耗油量——熔化每千克玻璃液耗用的標準煤量或油量，kg煤/kg玻璃或kg油/kg玻璃。

第三篇：材料熱工基礎

流體力學基礎

流體物理性質 流體靜力學基礎 流體動力學基礎 流體阻力及管路計算

1.4流體的阻力及管路計算

一、教學要求 【掌握內容】

（1）摩擦阻力和局部阻力的概念（2）摩擦阻力和局部阻力的計算方法（3）經濟流速的概念 【理解內容】（1）簡單管路的計算

（2）串聯管路、并聯管路計算 【了解內容】（1）摩阻系數的確定

（2）常用的幾種局部阻力系數

二、教學重點與難點 【教學重點】 阻力計算 【教學難點】 管路計算

三、教學方法 講述概念、分析實例、講解計算方法。

四、教學時數 【建議學時】2～4學時

五、教學內容 1.4.1摩擦阻力

定義：摩擦阻力存在于整個流動路程上，是流體在直管中流動時，由于流體的粘性產生內摩擦而產生的能量損失。用表示。

1、摩擦阻力計算

(Pa)說明：a、hf是單位管道截面積上的摩擦力，在數值上等于管道兩端的壓差（僅有摩擦阻力），方向與流體流動方向相反。l↑，de↓，w↑，hf↑

b、hf與流體的流態及管壁粗糙度有關，這些因素包含在摩擦阻力系數中。要確定hf的大小，關健在求λ。

2、摩擦阻力系數

A、摩擦阻力系數λ由實驗確定。它與雷諾數及管內擘粗糙度有關。

①層流區（Re≤2300）

代入阻力公式得：

②臨界區（Re=2300～4000）

此區域流態不穩定，若仍保持層流，則Re↑、λ↓；若已為湍流，則Re↑、λ↑。

③湍流光滑區：

④湍流過渡區：

⑤湍流粗糙區：

B、硅酸鹽工業通常按經驗公式計算，即：

①光滑金屬管道：

粗略計算時：λ=0.02～0.025 ②粗糙管道：

粗略計算時：λ=0.035～0.45 ③磚砌煙道：粗略計算時：λ=0.05

【例題】熱煙氣以7.5Bm3/s的流量通過截面尺寸為1.5×2.0m的磚砌煙道，煙氣的平均溫度為420℃，標態密度為1.32kg/Bm3,求煙氣通過25m長煙道的摩擦阻力損失（煙道內煙氣的絕對壓力接近大氣壓）。【解】煙氣的標態流速：2.5m/s 煙氣的工況流速：6.34m/s 煙氣的工況密度：0.52kg/m3 煙道當量直徑：1.71(m)煙氣粘度：

=(Pa?s)

雷諾數：

摩擦阻力系數：

摩擦阻力損失：1.4.2局部阻力

(Pa)定義：局部阻力是流體通過管路中的管件、閥門、突然擴大，突然縮小等局部障礙，引起邊界層的分離，產生漩渦而造成的能量損失。用

1、局部阻力計算公式

表示。(Pa)

2、局部阻力系數ξ

局部阻力系數一般由實驗確定。

①流體是層流時，局部阻力系數可用下式表示

是隨管件而定的常數，對球心閥(全開)，90o彎頭，=16.3三通，=32.5

＝48.8；角閥(全開)，=21.7；

②流體是湍流時，局部阻力系數由管件性質而定的常數

如： ①突然擴大

②突然縮小

其余的局部阻力系數查附錄。

【例題】密度為1.2kg/m3的氣體，流過如圖1.33所示的突然擴大管段。已知:m2,通過管段的氣體流量為7m/s。求其局部阻力損失?！窘狻坎楸淼猛蝗粩U大管段局部阻力系數公式為：

m2,局部阻力為： 在計算局部阻力損失時，上式中的代入擴大前速度較大的數值

由已知條件得：（m/s）

29.4(Pa)1.4.3流動的總阻力

流體流動的總阻力，為摩擦阻力與局部阻力之和，即：

(Pa)1.4.4管路計算 1.4.4.1經濟流速

(m)分析：1）w↓，d↑，管材費↑，施工費↑

2）w↑，d↓，一次投資↓，阻力損失↑，動力消耗↑，日常管理費↑ 經濟流速:使一次性投資與日常管理費用之和為最小值的速度。影響經濟流速的因素:

①管材價格；②施工費用；③能源價格；④管網結構；⑤流體性質；⑥生產工藝要求

1.4.4.2簡單管路的計算

管路：由管材、管件、閥件等按一定方式聯接而成的供流體流動或輸送的設施。

簡單管路：從進口到出口，沒有分支管徑不變。對簡單管路兩端寫出伯努力方程：

上式表明：靜壓頭和幾何壓頭的變化用于克服管道中的摩擦阻力及局部阻力之總和。

簡單管路計算內容包括：

①已知管徑、管長、流體輸送量和管路阻力系數，求流體通過管路的阻力損失。

②已知管長，流量，允許的阻力損失，求管徑。

③已知管徑，管長,允許的阻力損失，求流體的流速或流量。

【例題】20℃的低壓空氣流過內徑420mm，長60m的光滑金屬管道，空氣流量為4.0m3/s，局部阻力系數=2.5 求（1）管道的阻力損失。

（2）若要將流量增達到5.0m3/s，而保持阻力不便，應選用多大的管徑。

【解】（1）對于光滑金屬管選取

根據公式：

將 代入上式得：

(Pa)==3397.27(Pa)（2）當m3/s，3397.27(Pa)Pa時，即：

3397.27 整理后得：

用試湊發求得：

注:②③類問題較為復雜，由于管徑未知，因而無法求算流速情況下，工程計算中常采用試差法求解。1.4.4.3管路的串聯與并聯

1、串聯管路

由不同管徑的管道首尾相連構成的管路。如圖所示。、雷諾數和摩擦系數。在這種

特點：

①串聯管路中流體流動的總阻力為各管段阻力之和。

(Pa)②串聯管道中無流體加入或排出，各管段流量相等。

(m3/s)

由上述特點可知：

結論：串聯管路的總比阻抗等于各段管路分比阻抗之和。

2、并聯管路

兩根或兩根以上的管道進口與進口相連，出口與出口相連，構成并聯管道。

特點：

①并聯管路各支管的總阻力相等。

②并聯管路總管流量等于各支管流量之和。

(m3/s)

s↑，V↓。

由上述特點可知：

即：

結論：并聯管路總比阻抗平方根倒數和等于各支管比阻抗平方根倒數之和。

四、管道計算

（二）------------------

(作者：佚名 本信息發布于2008年07月23日，共有3222人瀏覽)[字體：大 中 小]

4.管道直徑的選擇 在要求達到的流量之下，流體在管道中的流速因所選用的管道直徑的大小而異。隨著流速的變化，壓頭損失也不同。在一定的流量之下，選用小直徑的管道時，流速較高，阻力也跟著升高。從阻力公式可以知道；

在既定的流量之下，流體流經管道時的壓頭損失隨著管道直徑的5次方成反比。由于阻力的升高，輸送流體的電耗亦隨著增加。因此，為了節省輸送流體時的電能，宜盡可能選用直徑較大的管道。

另一方面，選用較大直徑的管道時，由于管道的重量增加，勢必增加管道的購置費用和安裝費用。

因此，在選擇管道直徑時，必須權衡這兩方面的得失，解決管道的操作費用和投資費用之間的矛盾，選出比較合理的管徑。

另外，選擇管道直徑時，還要注意到流體的物理性質。對于粘度大、密度大，比較難以輸送的流體，當輸送量不要求很大的時候，例如潤滑油、燃料油等，流速不宜過大，甚至宜在層流流態下輸送。反之，對于粘度小、密度小，比較容易輸送的流體，而輸送量又比較大時，例如空氣等流體，則流速不妨大一些。對于含有固體顆粒的流體，例如含塵氣體，以及容易析出固體渣滓的流體，例如重油等，流速不能選得過低，以免固體在管道中沉積。實際上，各種流體都有各自的比較經濟的流速。表1-11中的數據可供參考。根據要求達到的流量和經濟流速,就可選出管道的直徑。

常 用 流 速

表1-11 情

況

常用流速(米／秒)情

況

常用流速(米／秒)

壓強大于5千帕的凈空氣管道

壓強小于5千帕的冷空氣管道

壓強大于5千帕的熱空氣管道

壓強小于5千帕的熱空氣管道

壓縮空氣管道

高壓常溫凈煤氣管道

低壓常溫凈煤氣管道

壓強小于10大氣壓的氧氣管道

壓強為10～20大氣壓的氧氣管道

過熱蒸汽管道

9～12 6～8 5～7 3～5 30～60 8～12 5～8 70～80 30～50 35～60

飽和蒸汽管道 煙

道 高壓水管 低壓水管

一般生產用冷卻水管 潤滑油、燃料油管

液壓油料管（管道內徑4～100毫米，直徑小宜取較低流速）泥漿管 收塵管道

20～40 2～4 5～7 2～4 1．5～2.5 0.1～1.0 0.85～4.5

0.5～1.5 18～20

【習題1-18】廠房地面的標高為±0米(見圖1-58)，水塔地面的標高為＋5米。水塔至廠房的輸水總管是4″管，最大流量是40米3／小時。從水塔至點A處，裝有閘閥2個，90°標準彎頭3個，管線共長310米。從點A處至廠房頂部裝設輸水支管，用2″管。支管長度為22米，裝有閘閥2個，90°標準彎頭4個。支管末端用水處距地面的高度為15米，要求供水量不少于8米3／小時，并要求用水時水壓不低于0.25大氣壓(表壓強)。問水塔多高才能正常供水?

【習題1-19】20℃的空氣從圖l-59所示的焊接管道中流過，流量是5335米3／小時?？傦L管直徑為435毫米，支風管直徑為250毫米。試求在風機出口截面與管道出口截面之間的壓頭損失。

【習題1-20】振動喂料機的抽風裝置如圖1-60所示。通風機1經過旋風收塵器2將振動喂料機3中的空氣抽出，在振動喂料機內維持比大氣壓稍低的壓強(比大氣壓低50帕),以避免粉塵逸出。抽出的空氣量是30米3／分鐘，溫度是20℃,含塵濃度是20克／標米3。管道直徑都是300毫米。旋風收塵器筒身直徑是400毫米，相對于筒身凈空截面流速的局部阻力系數ζ=105。在振動喂料機與旋風收塵器之間的管道有兩個90°彎頭，管道長14米。收塵器與通風機之間有一個90°彎頭，管道長6米。排風管長10米，排風口帽罩的局部阻力系數ζ=1．3。如果通風機的效率是75％，求通風機的功率。

【習題1-21】圖1-61所示為內徑等于200毫米的鑄鐵管道，全長1000米，輸送20℃的清

水，流量為4米3／分鐘。如果要將流量增加到原來的150％，而可用壓頭不能增加。今欲加一平行支管，管徑仍為200毫米，問支管的長度應為若干? 【習題1-22】為了改善相距3千米的A、B兩處的供水情況，提出了兩種方案。其一是，將現有的內徑150毫米的整條管道全部換用內徑為200毫米的新管；另一是，將整條管道的前半段換用內徑為200毫米的新管，將拆下來的舊管裝在后半段，與原有的管道并聯使用。在兩種情況下，在最大流量之下容許的總壓頭損失均為15米。問哪一種方案可以得到較好的供水情況。局部阻力可以忽略。舊管的摩擦系數λ=0．04，新管的摩擦系數λ=0．032?！玖曨}1-23】在圖1-62中，水池A、B、C水面距水平基準面的垂直高度分別為60、45、55米。連接各水池的管道的直徑分別為400、240、320毫米，長度分別為600、912、1120米。求流量Qa、Qb圾Qc以及在分流點J處的壓頭。

【習題1-24】水平環形管道如圖1-63所示。從B、C處向外排出的水均為57升／秒。管段AB、AC、BC的長度均為600米，管段AB內徑為203毫米(8″鑄鐵管)，管段AC的內徑為155毫米

(6″鑄鐵管)，管段BC的內徑為254毫米(10″鑄鐵管)。求各支管的流量。

【習題1-25】需要在水平管道中將煤氣輸送100千米的距離，輸氣量為5000米3／小時。煤氣的平均溫度為18℃，在標準狀態下的密度為0．62千克／米3。管道內徑為300毫米。如果管道末端的壓強為1．5大氣壓(表壓強)，試求管道起點的煤氣壓強。

四、管道計算

（二）------------------

(作者：佚名 本信息發布于2008年07月23日，共有3222人瀏覽)[字體：大 中 小]

4.管道直徑的選擇 在要求達到的流量之下，流體在管道中的流速因所選用的管道直徑的大小而異。隨著流速的變化，壓頭損失也不同。在一定的流量之下，選用小直徑的管道時，流速較高，阻力也跟著升高。從阻力公式可以知道；

在既定的流量之下，流體流經管道時的壓頭損失隨著管道直徑的5次方成反比。由于阻力的升高，輸送流體的電耗亦隨著增加。因此，為了節省輸送流體時的電能，宜盡可能選用直徑較大的管道。

另一方面，選用較大直徑的管道時，由于管道的重量增加，勢必增加管道的購置費用和安裝費用。

因此，在選擇管道直徑時，必須權衡這兩方面的得失，解決管道的操作費用和投資費用之間的矛盾，選出比較合理的管徑。

另外，選擇管道直徑時，還要注意到流體的物理性質。對于粘度大、密度大，比較難以輸送的流體，當輸送量不要求很大的時候，例如潤滑油、燃料油等，流速不宜過大，甚至宜在層流流態下輸送。反之，對于粘度小、密度小，比較容易輸送的流體，而輸送量又比較大時，例如空氣等流體，則流速不妨大一些。對于含有固體顆粒的流體，例如含塵氣體，以及容易析出固體渣滓的流體，例如重油等，流速不能選得過低，以免固體在管道中沉積。實際上，各種流體都有各自的比較經濟的流速。表1-11中的數據可供參考。根據要求達到的流量和經濟流速,就可選出管道的直徑。

常 用 流 速

表1-11 情

況

常用流速(米／秒)情

況

常用流速(米／秒)

壓強大于5千帕的凈空氣管道

壓強小于5千帕的冷空氣管道

壓強大于5千帕的熱空氣管道

壓強小于5千帕的熱空氣管道

壓縮空氣管道

高壓常溫凈煤氣管道

低壓常溫凈煤氣管道

壓強小于10大氣壓的氧氣管道

壓強為10～20大氣壓的氧氣管道

過熱蒸汽管道

9～12 6～8 5～7 3～5 30～60 8～12 5～8 70～80 30～50 35～60

飽和蒸汽管道 煙

道 高壓水管 低壓水管

一般生產用冷卻水管 潤滑油、燃料油管

液壓油料管（管道內徑4～100毫米，直徑小宜取較低流速）泥漿管 收塵管道

20～40 2～4 5～7 2～4 1．5～2.5 0.1～1.0 0.85～4.5

0.5～1.5 18～20

【習題1-18】廠房地面的標高為±0米(見圖1-58)，水塔地面的標高為＋5米。水塔至廠房的輸水總管是4″管，最大流量是40米3／小時。從水塔至點A處，裝有閘閥2個，90°標準彎頭3個，管線共長310米。從點A處至廠房頂部裝設輸水支管，用2″管。支管長度為22米，裝有閘閥2個，90°標準彎頭4個。支管末端用水處距地面的高度為15米，要求供水量不少于8米3／小時，并要求用水時水壓不低于0.25大氣壓(表壓強)。問水塔多高才能正常供水?

【習題1-19】20℃的空氣從圖l-59所示的焊接管道中流過，流量是5335米3／小時。總風管直徑為435毫米，支風管直徑為250毫米。試求在風機出口截面與管道出口截面之間的壓頭損失。

【習題1-20】振動喂料機的抽風裝置如圖1-60所示。通風機1經過旋風收塵器2將振動喂料機3中的空氣抽出，在振動喂料機內維持比大氣壓稍低的壓強(比大氣壓低50帕),以避免粉塵逸出。抽出的空氣量是30米3／分鐘，溫度是20℃,含塵濃度是20克／標米3。管道直徑都是300毫米。旋風收塵器筒身直徑是400毫米，相對于筒身凈空截面流速的局部阻力系數ζ=105。在振動喂料機與旋風收塵器之間的管道有兩個90°彎頭，管道長14米。收塵器與通風機之間有一個90°彎頭，管道長6米。排風管長10米，排風口帽罩的局部阻力系數ζ=1．3。如果通風機的效率是75％，求通風機的功率。

【習題1-21】圖1-61所示為內徑等于200毫米的鑄鐵管道，全長1000米，輸送20℃的清

水，流量為4米3／分鐘。如果要將流量增加到原來的150％，而可用壓頭不能增加。今欲加一平行支管，管徑仍為200毫米，問支管的長度應為若干? 【習題1-22】為了改善相距3千米的A、B兩處的供水情況，提出了兩種方案。其一是，將現有的內徑150毫米的整條管道全部換用內徑為200毫米的新管；另一是，將整條管道的前半段換用內徑為200毫米的新管，將拆下來的舊管裝在后半段，與原有的管道并聯使用。在兩種情況下，在最大流量之下容許的總壓頭損失均為15米。問哪一種方案可以得到較好的供水情況。局部阻力可以忽略。舊管的摩擦系數λ=0．04，新管的摩擦系數λ=0．032?！玖曨}1-23】在圖1-62中，水池A、B、C水面距水平基準面的垂直高度分別為60、45、55米。連接各水池的管道的直徑分別為400、240、320毫米，長度分別為600、912、1120米。求流量Qa、Qb圾Qc以及在分流點J處的壓頭。

【習題1-24】水平環形管道如圖1-63所示。從B、C處向外排出的水均為57升／秒。管段AB、AC、BC的長度均為600米，管段AB內徑為203毫米(8″鑄鐵管)，管段AC的內徑為155毫米

(6″鑄鐵管)，管段BC的內徑為254毫米(10″鑄鐵管)。求各支管的流量。

【習題1-25】需要在水平管道中將煤氣輸送100千米的距離，輸氣量為5000米3／小時。煤氣的平均溫度為18℃，在標準狀態下的密度為0．62千克／米3。管道內徑為300毫米。如果管道末端的壓強為1．5大氣壓(表壓強)，試求管道起點的煤氣壓強。http://

第四篇：熱工基礎試卷

熱工基礎試卷

一、填空題(每小題 2 分,共 20 分)

1、火電廠中將熱能轉化為機械能的媒介物質叫______________。

答案:工質

2、氣體分子之間不存在引力,分子本身不占有體積的氣體叫做____________氣體。答案:理想

3、動能與物體的_______和______有關,重力位能與物體的__________和________有關。答案:質量速度質量所處高度

4、表壓力是氣體的____________與_________的差值。

答案:絕對壓力大氣壓力

5、若給工質加入熱量,工質的熵__________,這時工質是______熱的,熵增為__________。答案:增加吸正值

6、氣體壓力不變時,比容與溫度成__________。

答案:正比

7、p-v圖中狀態變化過程線下的面積大小即表示__________的大小,所以p=v圖實質上也是________圖。

答案:功示功

8、對于單位質量的工質,熱力學第一定律可表示為q=△u+ω,其中q表示_______,△u表示________________,ω表示______________。

答案:外界加給工質的熱量工質內能的增量工質對外所做的功

9、從卡諾循環可得出,卡諾循環熱效率只由高溫熱源與低溫熱源的_______________而定,提高其熱效率的根本途徑是提高_______________,降低________________。

答案:溫度T1 T210、凝結必定是發生于________或_______汽態物質的飽和溫度。

答案:等于低于

二、選擇題(每小題 1 分,共 15 分)

1、下列單位中屬于壓力單位的是:()

2a.焦爾b.牛頓·米c.牛頓/米

答案:c2、關于內能下列說法正確的是:()

a.只與氣體的溫度有關b.與氣體的溫度和分子之間的位能有關

c.與氣體壓力和比容有關

答案:b3、某可逆過程中物體對外做了功,而熵沒變,則此過程:()

a.工質吸收了熱b.工質放出了熱

c.工質既設吸熱又沒放熱

答案:c4、容器中有兩種氣體,分壓力分別為p1,p2,混合壓力為p,則下列關系正確的是:()a.p1=p2=pb.p=p1+p2c.p＜p1+p2

答案:b5、混合氣體中組成氣體分容積是指:

a.在混合氣體溫度和混合氣體壓力下該氣體所占的容積

b.在混合氣體溫度與該氣體分壓力時該氣體所占的容積

c.以上說法都不對

答案:a6、下面關系正確的是:()

a.T2-T1=t2-t1

b.T2-T1＜t2-t1

c.T2-T1＞t2-t1

答案:a7、理想氣體溫度不變,壓力與比容度的變化規律是:()

a.p1o1=p2v2

p1p2

b.──=──

v1v2

c.p1v2=p2v2

答案:a8、理想氣體比容不變時,壓力與溫度的變化規律是:()

a.p1T1=p2T2

p1p2

b.──=──

T1T2

p1T1

c.──=──

T2P2

答案:b11、某一過程加入的熱量等于工質的焓差,該過程是:()

a.等容過程b.等溫過程c.等壓過程

答案:c12、定壓條件下物質從液態變為汽態:()

a.需吸熱b.放熱c.不一定吸熱或放熱

答案:a13、將一某壓力下的干飽和蒸汽變為濕飽和蒸汽,可采用:()

a.加熱b.升壓c.降壓

答案:b14、焓熵圖上濕蒸汽區查找水蒸汽狀態點,采用:()

a.等壓線與等溫線交點b.等壓線與等干度線的交點

c.飽和線與等壓線或等溫線交點

答案:b15、隨著蒸汽壓力的升高,在水蒸汽焓熵圖上,飽和水和干飽和蒸汽兩點之間的距離:()a.縮短b.伸長c.不變

答案:a

三、判斷題(每小題2分,共 20 分)

1、功與能是同一個意思,其單位都相同。()

答案:×

2、熱量與熱能的單位相同,其含義也相同。()

答案:×

3、下落過程的物體,其位能一定是減小的。()

答案:√

4、物體溫度越高,其熱量越多。()

答案:×

5、容器內絕對壓力低 于大氣壓力時,p絕=p表+B。()

答案:×

6、由于狀態參數溫度下T是表示物體的冷熱程度,所以熱量也是狀態參數。()答案:×

7、一定質量的工質其比容不發生變化,則工質不對外做功,其壓力也不會降低。()答案:×

8、絕熱過程因工質與外界無熱量交換,故工質溫度也不會發生變化。()

答案:×

9、根據能量轉化與守恒定律,工質從熱源吸收的熱量,可以全部轉化為功。()答案:×

10、熱效率是評價循環熱功轉換效果的主要指標。()

答案:√

四、問答題(每小題 5 分,共 15 分)

1、容積功,流動功,技術功和軸功間有何區別與聯系?

2答案:答:容積功ω=∫1pdv,是由于工質體積變化所做的功。流動功pv是工質通過控制面時

帶入控制體的功,它是流動工質的流動能。

軸功w1是從熱式設備上所能傳出的技術上可被利用的外功,對轉動機械而言是指轉動機械輸出的功。

技術功則是工質流動的動能,重力勢能的變化及軸功ωs三項之和的總稱,即

22ωι= ──(c2-c1)+g(z2-z1)+ωs

2它們之間的聯系為:可逆變化時:ω1=∫1pdv-(p2v2-p1v1)

2、熱力學第一定律說明了什么問題?其表達式是怎樣的?

答案:答:熱力學第一定律說明熱機把工質的熱能轉變為機械能,必須符合能量轉換和守恒定律,即在轉換中能的總量保持不變。

熱力學第一定律表達式為:q=△u+ω。

3、p-v圖與T-S圖是怎樣組成的?有何用處?

答案:答:p-v圖橫坐標為比容,縱坐標為壓力,p-v圖中狀態變化過程線下的面積大小 表示功的大小;p-v圖實質上也就是示功圖。T-S圖橫坐標為熵,縱坐標為絕對溫度,T-S圖中狀態變化過程線下的面積大小表示熱能的變化量即為熱量,T-S圖實質上也就是示熱圖。

4、為什么高壓熱水放到低壓容器,熱水會部分地變化蒸汽?舉例說明。

答案:答:高壓熱水溫度較高,放到低壓容器,如果低壓容器壓力所對應的飽和溫度小于高壓熱水溫度,則高壓熱水放到低壓容器后,成為飽和水,溫度為低壓容器壓力下的飽和溫度, 高壓熱水溫度降低放出熱量使熱水部分變為蒸汽,鍋爐排擴容器就是利用了這一大原理。

5、同一溫度下,工質比容v＜v,說明工質的壓力高于還是低于p飽,如果v＞v,壓力p＜p飽,工質處于什么狀態?

答案:答:同溫度下,工質的比容v＜v,說明工質的壓力高于p飽。如果v＞v",壓力p＜p飽,工質處于過熱狀態。

五、計算題(每小題 15 分,共 30 分)

1、某容器容積為0.06立方米,儲有0.72千克的空氣,求氣體的比容是多少?如再向該容器充入0.18千克空氣,氣體比容變為多少?

答案:已知:V1=0.06米3

m1=0.72千克

m2=0.72+0.18=0.90千克

求:v2=?v2=?

V0.06

3解:v1=──=───=0.083米/千克

m10.72

V0.06

3v2=──=───=0.067米/千克

m20.90

3答:氣體比容為0.083米/千克, 如再向該容充入0.18千克空氣后,氣體比容變為0.067米

3/千克。

2、有一容器有0.07立方米的氣體,其壓力為0.3兆帕,當溫度不變,容積減小到0.01立方米,其壓力上升到多少?(題中壓力為絕對壓力)

3答案:已知:V1=0.07米

P1=0.3兆帕

V2=0.01米 求:P2=?

解:該過程是等溫過程,所以P1V1=P2V2P1V10.3×0.07 則:P2=───=────=2.1兆帕V20.01 答:壓力上升到2.1兆帕。3

第五篇：熱工儀表復習

《自動化儀表調試維修》復習提綱

第一章

測量的基本概念：靜態量、動態量、測量過程、直接測量、間接測量、測量系統

測量元件、量程、精度、靈敏度

誤差的基本知識：誤差分類、系統誤差、過失誤差、隨機誤差

誤差的基礎理論：隨機誤差分布的性質、間接測量中的誤差分析：一次測量時，間接測量誤差的計算

習題：1、2、5、7

第二章

測溫原理及溫標：溫度、ITS-90 簡介

熱電偶技術：熱電偶、熱電勢、熱電勢的組成、溫差電勢、接觸電勢、熱電偶三條基本定律的內容及應用、補償導線法、熱電極材料的要求

熱電阻測溫技術：熱電阻、電阻溫度計、熱電阻材料的要求、半導體溫度計、鉑電阻（Rt、R0的含義）、銅電阻（式2-19Rt = R0(1+αt)，α0的含義）

溫度計的選擇安裝標定：溫度計的安裝及方法、溫度計標定的方法

習提：

4、7

第三章

壓力的基本概念：全壓力、總壓力、動壓力、靜壓力、壓力的分類、流體靜壓測量的原理、流體總壓測量的原理、壓力探針的誤差分析（有哪些）

穩態壓力指示儀表（原理特性）：液柱式壓力計、彈性式壓力計（彈簧管壓力計、膜片式壓

力計、膜盒式壓力計、波紋管壓力計）

動態壓力測量：應變式壓力傳感器的原理、壓電式壓力傳感器的原理、電感式壓力傳感器的原理、電容式壓力傳感器的原理、壓磁式壓力傳感器的原理、霍爾效應壓力傳感器的原理。

真空測量：真空的概念

習題：1、2、3、4

第四章

流速的概念

速度探針有哪些型式，說明其原理或使用范圍

激光有哪些特點？簡述激光多普勒測速儀的工作原理

節流壓差式流量計、速度式流量計（渦街流量計）

習提：1、2、4

第五章

電阻式低溫液面計的工作原理及分類

簡述連續式液面計傳感器的使用方法

超導式低溫液面計的工作原理

電容式低溫液面計的工作原理

電感式低溫液面計的工作原理

差壓式水位計的工作原理

習題：1、2、3、4