第一篇：熱工講座作業(yè)-熱致變材料解讀

南京理工大學(xué)

熱工專題講座課程論文

題目: 熱致變材料 作者: 學(xué)號(hào): 任課教師: 課程時(shí)間:

摘要：熱致變色(Thermochromism)是指一些化合物和混合物在受熱或冷卻時(shí)可見吸收光譜發(fā)生變化的性質(zhì)。具有熱致變色特性的物質(zhì)稱為熱致變色材料(Thermochromism materials)。熱致變色材料是由變色物質(zhì)加上其他輔助成分組成的功能材料，它具有顏色隨溫度改變的特性。其主要按組成材料的物質(zhì)種類分為熱致變色無機(jī)材料和熱致變色有機(jī)材料或按變色方式分為可逆熱致變色材料和不可逆熱致變色材料。后一分類方法比較常見。

關(guān)鍵詞： 熱致變色 材料 應(yīng)用 發(fā)展

1.熱致變色原理

1.1 金屬中的原子振動(dòng)和電子躍遷

當(dāng)黑色鐵塊加熱時(shí), 隨著溫度的升高, 發(fā)射光逐漸地變化, 其顏色會(huì)由黑至微紅至紅至黃至白。這是由于溫度的升高, 導(dǎo)致原子振動(dòng)的加劇，從而使吸收波向長(zhǎng)波方向移動(dòng), 使顏色發(fā)生變化。

1.2 晶格點(diǎn)陣擴(kuò)張, 原子間距離改變, 晶體結(jié)構(gòu)的變化

三價(jià)鉻離子是有顏色的 , 一種三價(jià)Cr 與A l、Ga、M g-A l、L a-Ga 等的混合氧化物研究表明, 當(dāng)加熱時(shí)這些物質(zhì)的顏色變化是由于離子晶格膨脹的結(jié)果。在化合物中, 鉻子占據(jù)八面體或似八面體格點(diǎn)陣, 溫度變化時(shí), 它與中心離子的距離發(fā)生變化而導(dǎo)致顏色變化。Ag2HgI4 和Cu2HgI4 的晶型在低溫下是β型式的正四方體構(gòu)型, 當(dāng)加熱時(shí)它們轉(zhuǎn)變成立方體構(gòu)型(即 α型), β—α是同素異型體, 這種同素異型晶格的相互轉(zhuǎn)變使顏色發(fā)生變化。

1.3 絡(luò)合物配位數(shù)、配位場(chǎng)、構(gòu)型的變化(CH3)2CHNH3CuCl3 低溫時(shí)含有一對(duì)稱的橋二聚體的雙橋型鏈, 其構(gòu)型是一平面錐型, 升溫時(shí),則成為一個(gè)三橋鏈構(gòu)型, 其構(gòu)型為平面雙錐型。由于溫度的上升配位數(shù)由5增至6。乙酰乙酸乙脂與N,N,N′ ,N″ ,N″-五甲基二乙基三胺的Ni(Ⅱ)絡(luò)合物在DMF或DMSO中低溫時(shí)配位數(shù)為5, 加熱時(shí)配位數(shù)為6, 顏色隨之發(fā)生變化。

由水楊醛、8-氨基喹啉和氯化銅反應(yīng)制得的Schiff 堿的金屬絡(luò)合物, 當(dāng)在45℃以下時(shí)為綠色, 而加熱到 45℃以上時(shí), 成為褐色。這是由于兩個(gè)氯原子組成的四元環(huán)在加熱時(shí)其構(gòu)象的變化和分子振動(dòng)導(dǎo)致配位場(chǎng)強(qiáng)的變化。

六水合鈷在有氯離子存在時(shí)是一個(gè)綠色的八面體構(gòu)型, 加熱時(shí)成為藍(lán)色的四面體構(gòu)型。

Co(H2O)2+6(綠)+ 4Cl-=CoCl2-4(藍(lán))+ 6H2O [NiL2](NO3)·2H2O(L = N-異丙基-2-甲基丙烷-1, 2-二氨)在加熱時(shí)先去水然后由黃變綠, 是發(fā)生了四方平面型到八面體構(gòu)型的構(gòu)型互變。

此外絡(luò)合物的構(gòu)型互變中還有八面體到平面型等其他情況。

1.4 有機(jī)化合物中的烯醇酮式互變, 氫遷移

水楊醛席夫堿一般認(rèn)為鄰羥基基團(tuán)的存在對(duì)于熱致變色的產(chǎn)生是必要的和關(guān)鍵的。在熱色性物質(zhì)的兩個(gè)互變異構(gòu)中存在一個(gè)對(duì)溫度敏感的平衡。一個(gè)是烯醇式結(jié)構(gòu), 其中鍵合的氫是與氧相連的, 另一個(gè)是順式酮的結(jié)構(gòu), 其中的氫是與氮相連的。用IR、14N NQR（核四極共振）的測(cè)試方法都證實(shí)發(fā)生了分子內(nèi)的氫遷移,平衡式如下:

trans-[P t(NH3)2(Etd)Cl ]2+(反式3, 8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶鉑氨絡(luò)合物)在丙酮鹽中發(fā)生的氫遷移平衡式如下:

1.5 雙鍵位置的移動(dòng), 開環(huán)和閉環(huán)

對(duì)氨基苯基汞雙硫腙鹽熱致變色過程的紅外光譜和動(dòng)力學(xué)研究表明, 發(fā)生顏色變化的主要原因是分子內(nèi)雙鍵位置的移動(dòng)。

吲哚啉螺苯并吡喃類化合物如A , 加熱時(shí)A 由反式苯乙烯型結(jié)構(gòu)向螺環(huán)式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程如下圖:

1.6 有機(jī)分子中的電子轉(zhuǎn)移平衡反應(yīng)

有機(jī)分子中的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)由電子給予體, 電子接受體及溶劑化合物等三部分組成的可逆熱變色有機(jī)材料, 通過其電子的轉(zhuǎn)移而吸收或輻射一定波長(zhǎng)的光, 表觀上便有了顏色的變化。一個(gè)典型的電子轉(zhuǎn)移可逆熱變色反應(yīng)如:

2.熱致變色材料的運(yùn)用

2.1 可逆示溫涂料

由于可逆熱致變色化合物或混合物組分例如Ag2HgI4和Cu2HgI4分別在50℃和 68℃有明顯的顏色變化, 很早就被用于機(jī)器部件過熱溫度的檢測(cè)。可逆示溫?zé)嶂伦兩苛贤坑诒槐O(jiān)視物表面,可長(zhǎng)期顯示其溫度變化, 適宜于危險(xiǎn)溫度的監(jiān)察報(bào)警或適當(dāng)溫度的指示。2.2 防偽作用

用可逆熱致變色材料制作的商標(biāo), 當(dāng)用手觸摸時(shí), 手溫即可使商標(biāo)圖案發(fā)生可逆變化, 顯色或消色。

制作化學(xué)防偽標(biāo)記的關(guān)鍵在于制備防偽印刷油墨。用無機(jī)配合物制備的熱致變色印刷油墨可以獲得良好的印刷效果, 但因耐久性差。以膽甾醇液晶為主變色材料經(jīng)過微膠囊化后的液晶油墨研究較多。其特點(diǎn)是變色溫度低(23-42℃), 連續(xù)多層次可逆變色, 但成本高, 印刷條件嚴(yán)格, 耐久性差。

近年來對(duì)于由電子給予體的無色(或淺色)染料和作為電子接受體如酚類等為主變色材料的應(yīng)用十分活躍。這類熱致變色材料突出特點(diǎn)是變色溫度及顏色可以選擇, 應(yīng)用于防偽最有可能。

2.3 日常生活

將以熱可逆變色化合物為主制成的可逆變色材料涂布在紙張、木材、塑料、金屬、陶瓷玻璃、衣革等底材上, 可以獲得裝飾性趣味性高的底材和制品。也可以應(yīng)用可逆熱變色化合物制作可重復(fù)使用的變色紙張、可印刷保密文件的變色墨水、變色玻璃、變色衣料、變色塑料等。

熱致變色材料已有不少商品問世。有些國(guó)家的軍裝使用了變色的迷彩服。美國(guó)的Del Sol姐妹公司在二十世紀(jì)80年代將熱致變色染料用于生產(chǎn)襯衣；對(duì)日本松井色素化學(xué)工業(yè)珠式會(huì)社研究的TC變色涂料以及英國(guó)默克化學(xué)化司與赫爾大學(xué)合作研究的變色染料Licritherm等進(jìn)行微膠囊化后，將其涂布在織物上可以做成變色服裝，這種衣服穿在身上，隨著季節(jié)不同，地區(qū)不同，早、中、晚、室內(nèi)室外溫度不同而呈現(xiàn)多變的色彩。同樣也可以運(yùn)用于桌布、窗簾等各種變色紡織品的生產(chǎn)。

美國(guó)Nature Works 公司將其用于陶瓷杯上, 室溫時(shí)呈夜幕景象圖案, 倒入熱水黑夜景象消失, 顯出白天景象, 一看圖案就知道水的涼熱, 給人以賞心悅目之感。

可以預(yù)測(cè), 將熱致變色材料用于日常用品, 是今后熱變材料應(yīng)用的主要方向。

2.4 作顯象材料

目前這僅是一種設(shè)想t其思路是 用可逆散致變色材料作成類似顯象臂熒光屏的裝置t用類似記錄儀的熱筆代著顯象管中發(fā)射電子的陰齪t把外來信號(hào)轉(zhuǎn)換成紅外線類的熱輻射線t照射到用可逆熱致變色材料制成的熒光屏上，使屏幕顯色。這種裝置可用來制作運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的大型記分板t公共場(chǎng)所的大型廣告顯示牌等。鞋現(xiàn)在使用的電子顯示牌t制作成本低、使用壽命和維修保養(yǎng)都有明顯的優(yōu)越性。2.5 醫(yī)療保健及診斷

液晶體溫計(jì)在國(guó)外已苦遍喵用于醫(yī)療保健和嬰幼兒監(jiān)護(hù)的方面。最簡(jiǎn)單的是制成“正常”和“發(fā)燒”兩種顯示膜。更精細(xì)一些可制成刻度或數(shù)字排列的溫度顯示計(jì)，液晶熱敏膜即使馓小的溫差(例如0．1～0．5c)也能由彩色圖象鮮明地顯示出來t選用一定溫度范圍的熱敏膜緊貼皮膚，乳腺癌腫瘤部位溫度為38．6℃左右，周圍皮膚溫度約為37 2“C，二者溫差1．4”C即可由顯示的不同色彩反映出來，醫(yī)護(hù)人員再結(jié)合其他臨床檢查進(jìn)行診斷。采用醫(yī)用熱敏膜簡(jiǎn)單易行，檢查費(fèi)用低，患者元任何痛苦和副作用，因此已廣泛應(yīng)用于乳腺癌和甲狀腺癌等早期診斷，以及對(duì)腫物的動(dòng)態(tài)觀察等。

3.熱致變材料的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，可逆熱致變色材料的發(fā)展趨勢(shì)如下：(1)研制更多品種的無機(jī)型可逆熱致變色材料。無機(jī)類可逆熱致變色材料的化學(xué)穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，較易實(shí)用化，可望在較高的溫度領(lǐng)域內(nèi)(200℃左右)占有一席之地；

(2)采用更多的技術(shù)手段使膽甾型液晶及有機(jī)類可逆熱致變色材料實(shí)用化，其中微膠囊化技術(shù)是研究的重點(diǎn)；

(3)開發(fā)色相豐富、綜合性能優(yōu)異的熱敏染料，并以之為變色物質(zhì)，研制出相應(yīng)的可逆熱致變色材料；

(4)研制和開發(fā)多變色可逆熱致變色材料。在以上基礎(chǔ)上，拓寬可逆熱致變色材料的應(yīng)用領(lǐng)域，并使之商品化。

4.結(jié)語(yǔ) 可逆熱致變色材料是一種能夠記憶顏色變化的新型功能材料，具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景，涉足此領(lǐng)域的研究，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益 目前，人們對(duì)這種材料的認(rèn)識(shí)還有一定的局限性，同時(shí)材料本身的不足之處如化學(xué)情性不夠理想，易受外界因素影響以及與此相關(guān)的理論和實(shí)用化技術(shù)尚未得到完全解決，致使此類材料的應(yīng)用性在一定的程度上受到限翩。因此，在保證材料可逆變色記憶功能的前提下t充分運(yùn)用分子設(shè)計(jì)和材料的各種改性技術(shù)，努力改善和提高變色材料的綜合性能，以獲取更為實(shí)用的可逆熱致變色材料將是此領(lǐng)域今后重點(diǎn)研究的課題。

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讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來的。——達(dá)爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進(jìn)步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時(shí)方恨少、事非經(jīng)過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個(gè)高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚。——高爾基

18、少而好學(xué)，如日出之陽(yáng)；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光。——?jiǎng)⑾?/p>

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根

第二篇：熱工復(fù)習(xí)

玻璃熱工設(shè)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(nèi)火焰作橫向流動(dòng),與玻璃液流動(dòng)方向垂直，有2對(duì)以上小爐

5.馬蹄焰窯

窯內(nèi)火焰呈馬蹄形流動(dòng)

6.縱火焰窯

窯內(nèi)火焰作縱向流動(dòng)，與玻璃液流向一致

7.三傳理論

動(dòng)量傳遞，動(dòng)力：壓強(qiáng)差，如池內(nèi)玻璃液流動(dòng)、火焰空間、蓄熱室、管道內(nèi)的氣體流動(dòng)或液體流動(dòng)

熱量傳遞，動(dòng)力：溫度差，如窯內(nèi)熱傳遞、玻璃液內(nèi)熱交換、配合料內(nèi)熱交換、氣—固間、氣-液間、液-固間的熱交換

質(zhì)量傳遞，動(dòng)力：濃度差，如玻璃液內(nèi)物質(zhì)擴(kuò)散、氣體空間內(nèi)同組分間擴(kuò)散

8.火焰空間熱負(fù)荷值

火焰空間熱負(fù)荷值：每單位空間容積每小時(shí)燃料燃燒所發(fā)出的熱量。也叫熱強(qiáng)度。(Q火/V火)

9.流液洞流量負(fù)荷

每小時(shí)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(fù)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(shù)

填充系數(shù)：每1m3 格子體內(nèi)磚材的體積

13.小爐口熱負(fù)荷

小爐口單位面積單位時(shí)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(diǎn)：空、煤氣交角小，預(yù)燃室長(zhǎng)，舌頭探出（長(zhǎng)舌）。小爐火焰平穩(wěn)、較長(zhǎng)，火根與火梢溫差較小，易控制，自然通風(fēng)，檢修方便；但體積較大，散熱損失大，占地多。“大交角”特點(diǎn)：空、煤氣交角大，預(yù)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(jié)構(gòu)緊湊，但火焰難控制，火根與火梢溫差大，用機(jī)械鼓風(fēng)，檢修不方便，操作水平要求高。

16.坩堝窯

窯內(nèi)放置坩堝，坩堝內(nèi)將配合料熔化成玻璃的熱工設(shè)備。或玻璃液在坩堝內(nèi)熔化

17．窯齡和周期熔化率

窯齡，連續(xù)生產(chǎn)的時(shí)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(yōu)缺點(diǎn)？

答：優(yōu)點(diǎn)：火焰行程長(zhǎng)，燃燒完全。一對(duì)小爐，占地小，投資省，燃耗較低，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)產(chǎn)品多。

缺點(diǎn)：火焰覆蓋面小，窯寬溫度分布不均勻，有周期性溫度波動(dòng)和熱點(diǎn)的移動(dòng)。

2.換熱室雙懸池窯的優(yōu)缺點(diǎn)?

答：優(yōu)點(diǎn)：與單碹池窯相比，窯頂散熱小，爐溫較高，窯內(nèi)溫度分布均勻且穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：砌筑費(fèi)時(shí)，內(nèi)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(yè)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(wěn)定，又要適時(shí)調(diào)整。

“窯溫”指胸墻掛鉤磚溫度。依靠燃料消耗比例調(diào)節(jié)。

壓力制度指的是壓強(qiáng)或靜壓頭，沿氣體流程。要求是：玻璃液面處?kù)o壓微正壓（+5Pa），微冒火。測(cè)點(diǎn)在澄清帶處大碹或胸墻。用煙道的開度調(diào)節(jié)抽力壓強(qiáng)。

人為確定玻璃液熱點(diǎn)位置。馬蹄焰池窯穩(wěn)定性不很強(qiáng)

液面：要求穩(wěn)定，依靠控制加料機(jī)的加料速率來進(jìn)行。

氣氛：改變空氣過剩系數(shù)來調(diào)節(jié)（空氣口大小和鼓風(fēng)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(kuò)大冷卻表面；減少磚厚度，采用有效冷卻結(jié)構(gòu)；采用優(yōu)質(zhì)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(zhì)。C、加強(qiáng)保溫，減少散熱。D、縮短換熱時(shí)間。E、采用機(jī)械鼓風(fēng)

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(fā)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(zhì)量差燃料增大火焰黑度。3)調(diào)整火焰噴出角度及長(zhǎng)度。貼近玻璃液面。長(zhǎng)度要燃燒完全及覆蓋面大。4)角系數(shù)小。提高墻體面積。5)薄層加料。6)提高空氣預(yù)熱溫度。7)提高窯爐耐火材料質(zhì)量。

7.為什么熔化池中自然流動(dòng)是整體的，永久的？強(qiáng)制對(duì)流是暫時(shí)的，局部的？

自然流動(dòng):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(guān)。μ—t曲線，t↓，μ↑，流動(dòng)速度ν↓。ρ—t曲線，t↓，ρ↑，△t引起△ρ。密度差△ρ產(chǎn)生自然流動(dòng)。

8.池窯的熱分析可以反映哪些工況?

熱分析內(nèi)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(cè)對(duì)稱；⑨窯壓；⑩窯體蝕損。

9.坩堝窯窯體構(gòu)造包括哪些部分？

坩堝窯由窯膛、坩堝、燃燒設(shè)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(yōu)點(diǎn)？

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

11.池窯發(fā)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(jié)構(gòu)，表面層采用抗侵蝕性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)耐火材料；

12.應(yīng)用三通道蓄熱室的優(yōu)點(diǎn)？

答：（1）可以在不增加廠房高度的情況下擴(kuò)大換熱面積，同時(shí)可以根據(jù)各通道氣體進(jìn)出溫度、侵蝕情況以及通道內(nèi)的主要傳熱方式來考慮各通道格子體的結(jié)構(gòu)和磚的材質(zhì)，使蓄熱室的設(shè)計(jì)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(zhǎng)。（2）煙氣流程長(zhǎng)，氣流分布均勻，助燃空氣預(yù)熱溫度高。（3)可根據(jù)不同溫度的傳熱方式特點(diǎn)，確定各通道內(nèi)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(fā)生堵塞或倒塌，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，增加經(jīng)濟(jì)效益。

13.窯壓偏大的故障原因？

（1）窯爐使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，由于堵塞和漏氣，窯壓會(huì)相應(yīng)增大；（2）氣流阻力過大和煙囪抽力不夠

14.簡(jiǎn)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(hào)為S;鎳鉻-鎳硅（鎳鉻-鎳鋁）熱電偶 分度號(hào)為K;鎳鉻-考銅熱電偶 分度號(hào)為XK；

15.玻璃熔窯鋼結(jié)構(gòu)的作用？

玻璃熔窯鋼結(jié)構(gòu)的作用？

答：承受各個(gè)磚結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(duì)玻璃熔窯各熱工參數(shù)（如溫度、壓力、液面、氣氛、流量和流速等）的測(cè)量與自動(dòng)控制。

熱工測(cè)量是檢查熱工過程的基本手段，自動(dòng)控制是保證熱工設(shè)備維持最佳狀態(tài)的重要措施。正確地安裝與使用熱工測(cè)量與自動(dòng)控制儀表，可以正確、及時(shí)地了解與控制熱工設(shè)備的工作狀態(tài)，保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，提高玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低燃耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

18.池窯冷卻部的作用？

作用：對(duì)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(wěn)定玻璃液溫度和成分；C、玻璃液繼續(xù)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(huán)對(duì)流；F、穩(wěn)定玻璃液面，并均勻分配給供料道。

19.熔化率的選擇依據(jù)？

1）玻璃品種與原料組成；2）熔化溫度；3）燃料種類與質(zhì)量；4）制品質(zhì)量要求；5）窯型結(jié)構(gòu)，熔化面積；6）加料方式和新技術(shù)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(duì)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(huán)對(duì)流，減少熱損失。

4）提高玻璃液的均勻性

1）熱負(fù)荷值——每小時(shí)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(biāo)準(zhǔn)煤量或油量，kg煤/kg玻璃或kg油/kg玻璃。

第三篇：熱工計(jì)算（范文模版）

熱工計(jì)算：

以C40為例，水168，溫度80；水泥410，溫度5；砂520，溫度計(jì)-3；石1338，溫度-3；砂含水率3%，石含水率1%，攪拌棚內(nèi)溫度10，混凝土采用封閉式泵車運(yùn)輸，運(yùn)輸和成型共歷時(shí)1小時(shí)，當(dāng)時(shí)氣溫-5。

1、普通混凝土

（1）混凝土拌和物的理論溫度：

TO=［0.9（GcTc+GsTs+GgTg）+4.2Tw（Gw-PsGs-PgGg）+b（PsGsTs+ PgGgTg）-B（PsGs+ PgGg）］/[4.2Gw+0.9（Gc+ Gs+Gg）]

TO混凝土拌和物的理論溫度；GwGsGgGc每立方米水、砂、石、水泥的用量；T溫度PsPg含水率b水的比熱B水的溶解熱。當(dāng)骨料溫度大于0時(shí)，b=4.2B=0當(dāng)骨料溫度不大于0時(shí)，b=2.1B=335

TO=[0.9*（410*5-3*520-3*1338）+4.2*80*（168-0.03*520-0.01*1338）+2.1*（0.03*520*-3+0.01*1338*-3）-335*（0.03*520+0.01*1338）]/[4.2*168+0.9*（410+520+1338）]=12.3

（2）混凝土從攪拌機(jī)中傾出時(shí)的溫度：T1=T0-0.16（TO-Td）

第四篇：熱工2010工作總結(jié)

熱工2011工作總結(jié)

在公司以及設(shè)備部的領(lǐng)導(dǎo)下，在熱工班組成員的支持下，2010年以來我主要結(jié)合兩臺(tái)機(jī)組日常維護(hù)檢修、機(jī)組停機(jī)臨修、專項(xiàng)治理、不合理整改以及春、秋檢等方面開展各項(xiàng)工作，在不斷的自身完善以及交流學(xué)習(xí)過程中，本職工作較之過去逐漸步入了規(guī)范化，在安全生產(chǎn)、設(shè)備管理、計(jì)量檢測(cè)、人員培訓(xùn)等方面得到了不同程度的提高，基本適應(yīng)了我公司目前的的生產(chǎn)狀況，但是在工作過程中也存在大量的不足，以期待下一步繼續(xù)努力工作不斷完善。現(xiàn)將2011年工作情況總結(jié)如下：

一、安全管理方面

（一）、履行職責(zé)，嚴(yán)格管理，確保公司安全生產(chǎn)目標(biāo)

在2011年，熱工專業(yè)定期認(rèn)真學(xué)習(xí)各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)，不斷提高班組成員專業(yè)技術(shù)水平，通過認(rèn)真學(xué)習(xí)《安規(guī)》，不斷加強(qiáng)安全思想教育，牢記“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”方針，將安全生產(chǎn)始終放在工作的第一位，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)維護(hù)單位的安全管理，切實(shí)保證公司安全生產(chǎn)目標(biāo)。本熱工專業(yè)未發(fā)生特大、重大事故、重大火災(zāi)、人身死亡和誤操作事故。

（二）、加強(qiáng)學(xué)習(xí)，強(qiáng)化水平，努力提高職業(yè)素質(zhì)修養(yǎng)。

1、加強(qiáng)思想教育，強(qiáng)化職業(yè)道德修養(yǎng)。根據(jù)公司要求制訂詳細(xì)的學(xué)習(xí)計(jì)劃，并指定專人抓好落實(shí)，積極參與學(xué)習(xí)濟(jì)源《公民道德規(guī)范》活動(dòng)，并組織開展向先進(jìn)人物事跡學(xué)習(xí)活動(dòng)等形式，不斷提高班組成員的政治素質(zhì)。班組成員積極響應(yīng)公司黨組織號(hào)召，積極向黨組織靠攏，參加濟(jì)源市黨校的各項(xiàng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，對(duì)當(dāng)前的國(guó)際政治環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及此次全球金融危機(jī)造成一系列影響有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)國(guó)家努力構(gòu)建和諧社會(huì)，節(jié)約型社會(huì)的一系列措施有了進(jìn)一步的了解，牢固了企業(yè)“主人翁”意識(shí)。

2、加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高業(yè)務(wù)水平。班組制定編制了完善的培訓(xùn)制度和培訓(xùn)計(jì)劃，通過廠家培訓(xùn)、自身學(xué)習(xí)，以及積極學(xué)習(xí)各項(xiàng)反事故演習(xí)活動(dòng)，不斷提高班組成員的操作技能和業(yè)務(wù)水平。班組努力學(xué)習(xí)各類管理及技術(shù)理論，增強(qiáng)學(xué)習(xí)管理理論的意識(shí)，提高自身的管理水平，在學(xué)習(xí)中拓寬視野，豐富內(nèi)涵，開拓思路。做到了學(xué)習(xí)工作化，工作學(xué)習(xí)化。

3、加強(qiáng)安全教育，做好安全文明生產(chǎn)。定期開展安全日活動(dòng)，學(xué)習(xí)安全，重視安全，認(rèn)真學(xué)習(xí)《安全工作規(guī)定》，并定期進(jìn)行安規(guī)考試，嚴(yán)格兩票操作，認(rèn)真組織各項(xiàng)安全排查工作，管理落實(shí)到人，責(zé)任落實(shí)到人，整改落實(shí)到人。以公司無違章班組建設(shè)為重點(diǎn)，結(jié)合公司規(guī)章制度和設(shè)備部管理要求，積極進(jìn)行無違章班組的創(chuàng)建工作，強(qiáng)化班組安全管理，規(guī)范班組安全生產(chǎn)，結(jié)合公司安全網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)，確立了班組專業(yè)安全員，全方面開展班組安全管理和安全學(xué)習(xí)，嚴(yán)格執(zhí)行工作票、操作票制度，嚴(yán)格執(zhí)行文明生產(chǎn)管理制度，確保現(xiàn)場(chǎng)的文明生產(chǎn)質(zhì)量。

二、在設(shè)備消缺和改造方面

熱工專業(yè)本著“應(yīng)修必修，修必修好”的原則，把檢修消缺項(xiàng)目層層分解落實(shí)到人，做到凡事有專人負(fù)責(zé)，較好地完成了兩臺(tái)機(jī)組的日常維護(hù)工作以及兩臺(tái)機(jī)組的停機(jī)檢修消缺工作，在今年10月份#2機(jī)組中修過程中，主動(dòng)承擔(dān)了#2機(jī)組汽缸揭缸的所有熱工缸溫測(cè)點(diǎn)以及保護(hù)測(cè)點(diǎn)的拆除回裝工作，以及所有壓力、溫度元件的校驗(yàn)標(biāo)定工作，在使熱工整個(gè)班組的技術(shù)力量得到了鍛煉同時(shí)，也受到了公司的一致好評(píng)。嚴(yán)格按照公司管理要求加強(qiáng)閉環(huán)管理以及異

動(dòng)申請(qǐng)，并且在消缺和設(shè)備改造過程加強(qiáng)人員的技術(shù)鍛煉。通過不斷地努力和學(xué)習(xí)，使班組成員更加熟悉了熱工專業(yè)的各項(xiàng)管理標(biāo)準(zhǔn)以及事故預(yù)防措施，促使熱工專業(yè)工作規(guī)范化、制度化，使設(shè)備管理工作得到進(jìn)一步的提升。舉一反三，杜絕隱患，努力加強(qiáng)熱控設(shè)備本質(zhì)安全。在做好定期工作的同時(shí)且利用停機(jī)檢修過程積極實(shí)施各項(xiàng)技術(shù)改造工作。2010年以來共計(jì)實(shí)施了共計(jì)10余項(xiàng)技改項(xiàng)目，尤其是今年根據(jù)以往汽輪機(jī)主保護(hù)誤動(dòng)情況，提出了汽輪機(jī)軸瓦主保護(hù)邏輯修改方案并實(shí)施，大大降低了我公司兩臺(tái)機(jī)組汽輪機(jī)的保護(hù)誤動(dòng)率，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。針對(duì)脫硫數(shù)據(jù)垮大周期使用，重新設(shè)計(jì)并建立專用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)脫硫一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，大大提高了脫硫數(shù)據(jù)提取工作的工作效率。

1、在#2機(jī)組B級(jí)檢修過程中，對(duì)#

1、3床下混合風(fēng)量超力巴流量計(jì)進(jìn)行了恢復(fù)工作

2、對(duì)#2機(jī)組一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)變頻進(jìn)行邏輯改造以及畫面修改工作，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3、對(duì)#2機(jī)組鍋爐床壓測(cè)點(diǎn)防堵裝置進(jìn)行位置改造，遠(yuǎn)離鍋爐排渣口，既防止防堵裝置燙壞，又方便了日常維護(hù)檢修。并對(duì)床壓測(cè)點(diǎn)補(bǔ)償風(fēng)進(jìn)行管路改造，保證鍋爐床壓測(cè)點(diǎn)補(bǔ)償風(fēng)流量。

4、對(duì)#2機(jī)組遠(yuǎn)程柜進(jìn)行位置改造，使遠(yuǎn)程柜所在位置擴(kuò)大面積，構(gòu)建大的房間便于防塵恒溫工作，進(jìn)而降低遠(yuǎn)程柜卡件在使用過程的故障率。

5、完成#2機(jī)組 B級(jí)檢修汽輪機(jī)本體元件測(cè)點(diǎn)的拆除以及恢復(fù)工作。

6、完成#2機(jī)組B級(jí)檢修熱工溫度、壓力元件的拆回校驗(yàn)工作。

7、完成#

1、2機(jī)組石灰石布袋除塵器的恢復(fù)投入工作。

8、完成脫硫系統(tǒng)的正常維護(hù)以及檢修工作，實(shí)施多項(xiàng)技術(shù)措施保證煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常準(zhǔn)確使用。

9、完成DCS系統(tǒng)、各PLC系統(tǒng)的邏輯備份以及DCS歷史的備份工作。

三、修舊利廢方面

2010熱工專業(yè)積極響應(yīng)公司精細(xì)化管理要求，在完成日常消缺以及檢修工作的同時(shí)，利用自身專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)所屬設(shè)備進(jìn)行修舊利廢，為公司節(jié)約了檢修費(fèi)用，修復(fù)壓力表 43 塊次，修復(fù)變送器 37 臺(tái)次，修復(fù)程控機(jī)以及 dcs 計(jì)算機(jī) 20 余臺(tái)次，修復(fù)煙氣監(jiān)測(cè)蠕動(dòng)泵 3 臺(tái)次，采樣泵 4 臺(tái)次，修復(fù)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 10 余臺(tái)次，修復(fù) vc 卡 1 塊，修復(fù)閉路監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭 6 臺(tái)次，修復(fù)電接點(diǎn)水位計(jì) 3 臺(tái)次，修復(fù)實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)臺(tái) 6 臺(tái)次，修復(fù)石灰石系統(tǒng)電除塵系統(tǒng) 2 臺(tái)次，修復(fù)點(diǎn)火系統(tǒng)高能點(diǎn)火器 4 臺(tái)次，修復(fù)工業(yè)廢水PLC監(jiān)控系統(tǒng)等。在修舊利廢的同時(shí)提高了班組成員的技術(shù)能力，在今后我們?nèi)詫⒗^續(xù)本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度大力實(shí)施修舊利廢，嚴(yán)格控制各項(xiàng)設(shè)備成本。

四、下一步重點(diǎn)工作：

1、進(jìn)一步加大設(shè)備治理力度，發(fā)現(xiàn)和整改熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的薄弱環(huán)節(jié)和隱患，提高熱控系統(tǒng)的整體可靠性，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2、進(jìn)一步提高個(gè)人業(yè)務(wù)技術(shù)水平，積極開展業(yè)務(wù)培訓(xùn)，利用熱工專業(yè)自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高創(chuàng)新能力，使熱工工作更上一個(gè)臺(tái)階。

3、進(jìn)一步抓好定期工作的開展，包括平時(shí)的檢修和維護(hù)工作，定期工作是熱工工作的基礎(chǔ)，只有抓好了定期工作，才能保障機(jī)組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。具體主要有以下幾個(gè)方面：（1）重要的經(jīng)濟(jì)類參數(shù)定期校驗(yàn)（電子皮帶秤、電子汽車衡、稱重給煤機(jī)、對(duì)外供熱流量等）。（2）對(duì)程控系統(tǒng)以及DCS系統(tǒng)的工作，包括程控、DCS系統(tǒng)定期衛(wèi)生整理，歷史數(shù)據(jù)的定期備份，邏輯組態(tài)的定期備

份以及各種冗余切換試驗(yàn)保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。（3）實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)儀表的定檢工作，制定月度計(jì)劃，定期定時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。

4、設(shè)備的定期巡視檢查工作，尤其進(jìn)入冬季以來加強(qiáng)對(duì)伴熱、保溫方面的系統(tǒng)日常檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改，保證機(jī)組設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5、做好設(shè)備定期抽檢工作，制訂抽檢計(jì)劃，定期進(jìn)行重要參數(shù)的抽檢計(jì)劃。進(jìn)一步加強(qiáng)安全學(xué)習(xí)，定期開展安全活動(dòng)，學(xué)習(xí)安全，重視安全，認(rèn)真學(xué)習(xí)《安全工作規(guī)定》，并定期進(jìn)行安規(guī)考試，6、繼續(xù)嚴(yán)格兩票操作，認(rèn)真組織各項(xiàng)安全排查工作，管理落實(shí)到人，責(zé)任落實(shí)到人，整改落實(shí)到人。

7、進(jìn)一步完善熱工技術(shù)監(jiān)督工作，使熱工技術(shù)監(jiān)督工作更上一個(gè)臺(tái)階。

熱工專業(yè)技術(shù)更新快，設(shè)備更新快，只有認(rèn)真正視和對(duì)待在目前存在的技術(shù)水平不足問題，努力強(qiáng)化自身專業(yè)的業(yè)務(wù)技術(shù)水平以及不斷提升班組成員的業(yè)務(wù)技能素質(zhì)，才能在工作中取得發(fā)展、獲得成績(jī)。在依靠自身的不斷努力外，也需要公司對(duì)熱工專業(yè)的進(jìn)一步重視，加強(qiáng)對(duì)熱工專業(yè)的理論培訓(xùn)以及職業(yè)技能培訓(xùn)，使熱工專業(yè)能勝任公司的不斷發(fā)展要求。

第五篇：材料熱工基礎(chǔ)

流體力學(xué)基礎(chǔ)

流體物理性質(zhì) 流體靜力學(xué)基礎(chǔ) 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 流體阻力及管路計(jì)算

1.4流體的阻力及管路計(jì)算

一、教學(xué)要求 【掌握內(nèi)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(jì)算方法（3）經(jīng)濟(jì)流速的概念 【理解內(nèi)容】（1）簡(jiǎn)單管路的計(jì)算

（2）串聯(lián)管路、并聯(lián)管路計(jì)算 【了解內(nèi)容】（1）摩阻系數(shù)的確定

（2）常用的幾種局部阻力系數(shù)

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 阻力計(jì)算 【教學(xué)難點(diǎn)】 管路計(jì)算

三、教學(xué)方法 講述概念、分析實(shí)例、講解計(jì)算方法。

四、教學(xué)時(shí)數(shù) 【建議學(xué)時(shí)】2～4學(xué)時(shí)

五、教學(xué)內(nèi)容 1.4.1摩擦阻力

定義：摩擦阻力存在于整個(gè)流動(dòng)路程上，是流體在直管中流動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性產(chǎn)生內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的能量損失。用表示。

1、摩擦阻力計(jì)算

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

b、hf與流體的流態(tài)及管壁粗糙度有關(guān)，這些因素包含在摩擦阻力系數(shù)中。要確定hf的大小，關(guān)健在求λ。

2、摩擦阻力系數(shù)

A、摩擦阻力系數(shù)λ由實(shí)驗(yàn)確定。它與雷諾數(shù)及管內(nèi)擘粗糙度有關(guān)。

①層流區(qū)（Re≤2300）

代入阻力公式得：

②臨界區(qū)（Re=2300～4000）

此區(qū)域流態(tài)不穩(wěn)定，若仍保持層流，則Re↑、λ↓；若已為湍流，則Re↑、λ↑。

③湍流光滑區(qū)：

④湍流過渡區(qū)：

⑤湍流粗糙區(qū)：

B、硅酸鹽工業(yè)通常按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即：

①光滑金屬管道：

粗略計(jì)算時(shí)：λ=0.02～0.025 ②粗糙管道：

粗略計(jì)算時(shí)：λ=0.035～0.45 ③磚砌煙道：粗略計(jì)算時(shí)：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(biāo)態(tài)密度為1.32kg/Bm3,求煙氣通過25m長(zhǎng)煙道的摩擦阻力損失（煙道內(nèi)煙氣的絕對(duì)壓力接近大氣壓）。【解】煙氣的標(biāo)態(tài)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(dāng)量直徑：1.71(m)煙氣粘度：

=(Pa?s)

雷諾數(shù)：

摩擦阻力系數(shù)：

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(kuò)大，突然縮小等局部障礙，引起邊界層的分離，產(chǎn)生漩渦而造成的能量損失。用

1、局部阻力計(jì)算公式

表示。(Pa)

2、局部阻力系數(shù)ξ

局部阻力系數(shù)一般由實(shí)驗(yàn)確定。

①流體是層流時(shí)，局部阻力系數(shù)可用下式表示

是隨管件而定的常數(shù)，對(duì)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(shí)，局部阻力系數(shù)由管件性質(zhì)而定的常數(shù)

如： ①突然擴(kuò)大

②突然縮小

其余的局部阻力系數(shù)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(kuò)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。【解】查表得突然擴(kuò)大管段局部阻力系數(shù)公式為：

m2,局部阻力為： 在計(jì)算局部阻力損失時(shí)，上式中的代入擴(kuò)大前速度較大的數(shù)值

由已知條件得：（m/s）

29.4(Pa)1.4.3流動(dòng)的總阻力

流體流動(dòng)的總阻力，為摩擦阻力與局部阻力之和，即：

(Pa)1.4.4管路計(jì)算 1.4.4.1經(jīng)濟(jì)流速

(m)分析：1）w↓，d↑，管材費(fèi)↑，施工費(fèi)↑

2）w↑，d↓，一次投資↓，阻力損失↑，動(dòng)力消耗↑，日常管理費(fèi)↑ 經(jīng)濟(jì)流速:使一次性投資與日常管理費(fèi)用之和為最小值的速度。影響經(jīng)濟(jì)流速的因素:

①管材價(jià)格；②施工費(fèi)用；③能源價(jià)格；④管網(wǎng)結(jié)構(gòu)；⑤流體性質(zhì)；⑥生產(chǎn)工藝要求

1.4.4.2簡(jiǎn)單管路的計(jì)算

管路：由管材、管件、閥件等按一定方式聯(lián)接而成的供流體流動(dòng)或輸送的設(shè)施。

簡(jiǎn)單管路：從進(jìn)口到出口，沒有分支管徑不變。對(duì)簡(jiǎn)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(jiǎn)單管路計(jì)算內(nèi)容包括：

①已知管徑、管長(zhǎng)、流體輸送量和管路阻力系數(shù)，求流體通過管路的阻力損失。

②已知管長(zhǎng)，流量，允許的阻力損失，求管徑。

③已知管徑，管長(zhǎng),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(nèi)徑420mm，長(zhǎng)60m的光滑金屬管道，空氣流量為4.0m3/s，局部阻力系數(shù)=2.5 求（1）管道的阻力損失。

（2）若要將流量增達(dá)到5.0m3/s，而保持阻力不便，應(yīng)選用多大的管徑。

【解】（1）對(duì)于光滑金屬管選取

根據(jù)公式：

將 代入上式得：

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

3397.27 整理后得：

用試湊發(fā)求得：

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

1、串聯(lián)管路

由不同管徑的管道首尾相連構(gòu)成的管路。如圖所示。、雷諾數(shù)和摩擦系數(shù)。在這種

特點(diǎn)：

①串聯(lián)管路中流體流動(dòng)的總阻力為各管段阻力之和。

(Pa)②串聯(lián)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(diǎn)可知：

結(jié)論：串聯(lián)管路的總比阻抗等于各段管路分比阻抗之和。

2、并聯(lián)管路

兩根或兩根以上的管道進(jìn)口與進(jìn)口相連，出口與出口相連，構(gòu)成并聯(lián)管道。

特點(diǎn)：

①并聯(lián)管路各支管的總阻力相等。

②并聯(lián)管路總管流量等于各支管流量之和。

(m3/s)

s↑，V↓。

由上述特點(diǎn)可知：

即：

結(jié)論：并聯(lián)管路總比阻抗平方根倒數(shù)和等于各支管比阻抗平方根倒數(shù)之和。

四、管道計(jì)算

（二）------------------

(作者：佚名 本信息發(fā)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(dá)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(shí)，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(jīng)管道時(shí)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(jié)省輸送流體時(shí)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(shí)，由于管道的重量增加，勢(shì)必增加管道的購(gòu)置費(fèi)用和安裝費(fèi)用。

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

另外，選擇管道直徑時(shí)，還要注意到流體的物理性質(zhì)。對(duì)于粘度大、密度大，比較難以輸送的流體，當(dāng)輸送量不要求很大的時(shí)候，例如潤(rùn)滑油、燃料油等，流速不宜過大，甚至宜在層流流態(tài)下輸送。反之，對(duì)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(shí)，例如空氣等流體，則流速不妨大一些。對(duì)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(shí)際上，各種流體都有各自的比較經(jīng)濟(jì)的流速。表1-11中的數(shù)據(jù)可供參考。根據(jù)要求達(dá)到的流量和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)大于5千帕的凈空氣管道

壓強(qiáng)小于5千帕的冷空氣管道

壓強(qiáng)大于5千帕的熱空氣管道

壓強(qiáng)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(qiáng)小于10大氣壓的氧氣管道

壓強(qiáng)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(chǎn)用冷卻水管 潤(rùn)滑油、燃料油管

液壓油料管（管道內(nèi)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(xí)題1-18】廠房地面的標(biāo)高為±0米(見圖1-58)，水塔地面的標(biāo)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(shí)。從水塔至點(diǎn)A處，裝有閘閥2個(gè)，90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭3個(gè)，管線共長(zhǎng)310米。從點(diǎn)A處至廠房頂部裝設(shè)輸水支管，用2″管。支管長(zhǎng)度為22米，裝有閘閥2個(gè)，90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭4個(gè)。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(shí)，并要求用水時(shí)水壓不低于0.25大氣壓(表壓強(qiáng))。問水塔多高才能正常供水?

【習(xí)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(shí)。總風(fēng)管直徑為435毫米，支風(fēng)管直徑為250毫米。試求在風(fēng)機(jī)出口截面與管道出口截面之間的壓頭損失。

【習(xí)題1-20】振動(dòng)喂料機(jī)的抽風(fēng)裝置如圖1-60所示。通風(fēng)機(jī)1經(jīng)過旋風(fēng)收塵器2將振動(dòng)喂料機(jī)3中的空氣抽出，在振動(dòng)喂料機(jī)內(nèi)維持比大氣壓稍低的壓強(qiáng)(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(biāo)米3。管道直徑都是300毫米。旋風(fēng)收塵器筒身直徑是400毫米，相對(duì)于筒身凈空截面流速的局部阻力系數(shù)ζ=105。在振動(dòng)喂料機(jī)與旋風(fēng)收塵器之間的管道有兩個(gè)90°彎頭，管道長(zhǎng)14米。收塵器與通風(fēng)機(jī)之間有一個(gè)90°彎頭，管道長(zhǎng)6米。排風(fēng)管長(zhǎng)10米，排風(fēng)口帽罩的局部阻力系數(shù)ζ=1．3。如果通風(fēng)機(jī)的效率是75％，求通風(fēng)機(jī)的功率。

【習(xí)題1-21】圖1-61所示為內(nèi)徑等于200毫米的鑄鐵管道，全長(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)為若干? 【習(xí)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(xiàn)有的內(nèi)徑150毫米的整條管道全部換用內(nèi)徑為200毫米的新管；另一是，將整條管道的前半段換用內(nèi)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(lián)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(shù)λ=0．04，新管的摩擦系數(shù)λ=0．032。【習(xí)題1-23】在圖1-62中，水池A、B、C水面距水平基準(zhǔn)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(zhǎng)度分別為600、912、1120米。求流量Qa、Qb圾Qc以及在分流點(diǎn)J處的壓頭。

【習(xí)題1-24】水平環(huán)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(zhǎng)度均為600米，管段AB內(nèi)徑為203毫米(8″鑄鐵管)，管段AC的內(nèi)徑為155毫米

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

【習(xí)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(shí)。煤氣的平均溫度為18℃，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為0．62千克／米3。管道內(nèi)徑為300毫米。如果管道末端的壓強(qiáng)為1．5大氣壓(表壓強(qiáng))，試求管道起點(diǎn)的煤氣壓強(qiáng)。

四、管道計(jì)算

（二）------------------

(作者：佚名 本信息發(fā)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(dá)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(shí)，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(jīng)管道時(shí)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(jié)省輸送流體時(shí)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(shí)，由于管道的重量增加，勢(shì)必增加管道的購(gòu)置費(fèi)用和安裝費(fèi)用。

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

另外，選擇管道直徑時(shí)，還要注意到流體的物理性質(zhì)。對(duì)于粘度大、密度大，比較難以輸送的流體，當(dāng)輸送量不要求很大的時(shí)候，例如潤(rùn)滑油、燃料油等，流速不宜過大，甚至宜在層流流態(tài)下輸送。反之，對(duì)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(shí)，例如空氣等流體，則流速不妨大一些。對(duì)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(shí)際上，各種流體都有各自的比較經(jīng)濟(jì)的流速。表1-11中的數(shù)據(jù)可供參考。根據(jù)要求達(dá)到的流量和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)大于5千帕的凈空氣管道

壓強(qiáng)小于5千帕的冷空氣管道

壓強(qiáng)大于5千帕的熱空氣管道

壓強(qiáng)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(qiáng)小于10大氣壓的氧氣管道

壓強(qiáng)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(chǎn)用冷卻水管 潤(rùn)滑油、燃料油管

液壓油料管（管道內(nèi)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(xí)題1-18】廠房地面的標(biāo)高為±0米(見圖1-58)，水塔地面的標(biāo)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(shí)。從水塔至點(diǎn)A處，裝有閘閥2個(gè)，90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭3個(gè)，管線共長(zhǎng)310米。從點(diǎn)A處至廠房頂部裝設(shè)輸水支管，用2″管。支管長(zhǎng)度為22米，裝有閘閥2個(gè)，90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭4個(gè)。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(shí)，并要求用水時(shí)水壓不低于0.25大氣壓(表壓強(qiáng))。問水塔多高才能正常供水?

【習(xí)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(shí)。總風(fēng)管直徑為435毫米，支風(fēng)管直徑為250毫米。試求在風(fēng)機(jī)出口截面與管道出口截面之間的壓頭損失。

【習(xí)題1-20】振動(dòng)喂料機(jī)的抽風(fēng)裝置如圖1-60所示。通風(fēng)機(jī)1經(jīng)過旋風(fēng)收塵器2將振動(dòng)喂料機(jī)3中的空氣抽出，在振動(dòng)喂料機(jī)內(nèi)維持比大氣壓稍低的壓強(qiáng)(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(biāo)米3。管道直徑都是300毫米。旋風(fēng)收塵器筒身直徑是400毫米，相對(duì)于筒身凈空截面流速的局部阻力系數(shù)ζ=105。在振動(dòng)喂料機(jī)與旋風(fēng)收塵器之間的管道有兩個(gè)90°彎頭，管道長(zhǎng)14米。收塵器與通風(fēng)機(jī)之間有一個(gè)90°彎頭，管道長(zhǎng)6米。排風(fēng)管長(zhǎng)10米，排風(fēng)口帽罩的局部阻力系數(shù)ζ=1．3。如果通風(fēng)機(jī)的效率是75％，求通風(fēng)機(jī)的功率。

【習(xí)題1-21】圖1-61所示為內(nèi)徑等于200毫米的鑄鐵管道，全長(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)為若干? 【習(xí)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(xiàn)有的內(nèi)徑150毫米的整條管道全部換用內(nèi)徑為200毫米的新管；另一是，將整條管道的前半段換用內(nèi)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(lián)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(shù)λ=0．04，新管的摩擦系數(shù)λ=0．032。【習(xí)題1-23】在圖1-62中，水池A、B、C水面距水平基準(zhǔn)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(zhǎng)度分別為600、912、1120米。求流量Qa、Qb圾Qc以及在分流點(diǎn)J處的壓頭。

【習(xí)題1-24】水平環(huán)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(zhǎng)度均為600米，管段AB內(nèi)徑為203毫米(8″鑄鐵管)，管段AC的內(nèi)徑為155毫米

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

【習(xí)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(shí)。煤氣的平均溫度為18℃，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為0．62千克／米3。管道內(nèi)徑為300毫米。如果管道末端的壓強(qiáng)為1．5大氣壓(表壓強(qiáng))，試求管道起點(diǎn)的煤氣壓強(qiáng)。http://