1、關于硅酸鹽工業熱工基礎第一章第一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 一、不可壓縮氣體的流動（一）氣體從窯爐內的流出和吸入1、氣體通過小孔的流出和吸入靜壓頭轉變為動壓頭，使壓強降低、速度增加w11P1F1zFw2,2P2,F2第二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 流出氣體在慣性作用下，氣流會發生收縮，在截面處形成最小的截面F2，這種現象稱為縮流。縮流系數：（氣流最小截面與小孔截面的比值）w11P1F1zFw2,2P2,F2小孔的位置第三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 截面（窯內）：截面（氣流最小

2、截面）：氣流通過小孔的壓差極小：Question：如何衡量流出氣體的快慢、多少 ？ w11P1F1zFw2,2P2,F2第四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 列-間伯努利方程，計算：第五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 *縮流系數 、速度系數 、流量系數 均應由實 驗確定。也可查表。*薄壁和厚壁的概念：氣流最小截面在孔口外薄壁氣流最小截面在孔口內厚壁第八張，PPT共九十七頁，創作于20

3、22年6月 熱工過程與設備 第一章 第九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 Question：小孔為其它形狀 ？ 形狀大小第十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 2、氣體通過爐門的流出和吸入*沿爐門高度上的靜壓頭的變化對氣體流出和吸入量有影響。單位時間內通過微元面積dF的流量，為：dF爐門第十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 窯底與z間的伯努利方程為：第十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 把 近似看作常數 ，作為平均流量系數，則第十三張，PPT共九十七頁，創作

4、于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月總結】小孔爐門第十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月試一試】其它形狀爐門情形如何計算? 第十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月例 題1-10 某窯爐的窯墻厚為240mm,上下各有一個直徑為200mm 的小孔，兩孔間垂直距離為1m,窯內氣體溫度為1000，煙氣標態密度為1.32kg/m3，外界空氣溫度為20 ，窯內零壓面在兩個小孔垂直距離的中間。求通過上下兩個小孔的漏氣量。1 12 20 01m 0.5m 厚240mm200mm第十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月（1）解：第

5、十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月第十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月第二十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月第二十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月上部斷面的幾何壓頭小于下部斷面的幾何壓頭，而靜壓頭則相反。即：上部斷面的靜壓頭 大于 下部斷面的靜壓頭。本題：零壓頭在兩小孔中間，所以上孔肯定為正壓（氣體溢出），下孔為負壓（吸入空氣）。所以有：解法2第二十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月第二十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （二）分散垂直氣流法則垂直分散氣流 ： 一股氣流在垂直通道中被分割成多股平行小氣流

6、。垂直分散氣流法則：垂直通道中，使熱氣體自上而下流動，冷氣體自下而上流動。問題：設a、b通道等截面，則 為保證 a、b通道內溫度均勻，應具備什么條件？ ab第二十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 a通道伯努利方程: 截面為基準面，則：a通道等截面，則：氣流自上而下流動時，則：第二十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 氣流自下而上流動時，則：條件：欲使a、b通道溫度均勻，需使 a、b兩端靜壓差相等，即： 第二十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 a、b通道溫度分布均勻的條件是： 氣體自上而下流

7、動時：氣體自下而上流動時：通道內的幾何壓頭和阻力損失相等。所以第二十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 分析兩種情況： ？第二十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 熱氣體自下而上流動時：具體分析熱氣體情形：假若幾何壓頭為推動力第二十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 熱氣體自上而下流動時：假若1幾何壓頭為阻力第三十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月冷氣體自下而上流動時：冷氣體自上而下流動時：垂直分散氣流法則：垂直通道中，使熱氣體自上而下流動， 冷氣體自下而上流動。課下自學內容 第三十一

8、張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月分散垂直氣流法則適用條件熱工過程與設備幾何壓頭起主要作用的通道第三十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 1.2 窯爐系統內的氣體流動不可壓縮氣體的流動可壓縮氣體的流動氣體射流熟練掌握了解了解自學第三十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月伯努利方程的適用氣體：不可壓縮氣體、穩態、等溫（e=0）流動二、可壓縮氣體的流動可壓縮氣體能量方程：可壓縮氣體怎樣做能量的換算？第三十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月可壓縮氣體是否有伯努利方程？第三十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章

9、 可壓縮氣體絕熱流動的伯努利方程：絕熱指數單原子氣體，雙原子氣體（包括空氣），多原子氣體（包括過熱蒸汽）第三十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第三十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （一）音速和馬赫數1、聲波在氣體中的傳播速度-音速方程式音速： 聲波在彈性介質中的傳播速度。（a，m/S）音速聲音來源于物體振動，該振動會引起介質壓強和密度的微弱變化，這種微擾動在介質中依次傳播，就是聲音的傳播過程。第三十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 考察聲波在氣體中傳播時引起溫差變化很小傳播速度很大聲

10、音在氣體中傳播屬于可逆絕熱過程（等熵 ，q=0）即等熵時：第三十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 如空氣， ， ，則聲音在空氣中傳播速度為音速與溫度有關，也為狀態參數； 與地域、季節等有關音速大小反映氣體可壓縮程度，音速越大則氣體的可壓縮程度越小。第四十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 2、馬赫數管流某界面氣流速度w, m/S當地音速a則逆氣流方向，聲波傳播速度為：其中：第四十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 氣體流動可根據Ma大小來分類Ma 1，不可壓縮流動Ma 1，亞音速流動Ma1，跨

11、音速流動Ma1，超音速流動第四十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 滯止（滯留）參數：流體處于靜止狀態，流速為0 的參數（以下表s 表示）滯止參數一定時，氣流中的音速大小取決于氣流速度。第四十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 可壓縮流體流速與斷面的關系不可壓縮流體，流速與斷面反比。可壓縮流體，可壓縮不可壓縮氣體的對比，可用于選擇或天空或判斷第四十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 可見：Ma1（超音速流動）時，流速與斷面呈正比。流速隨斷面增大而增大，隨斷面減小而減小。Ma1（亞音速流動）時，

12、流速與斷面呈反比。流速隨斷面增大而減小，隨斷面減小而增大。Ma1時，對應臨界斷面。第四十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （二）可壓縮氣體通過漸縮噴嘴流出1、流量和流速（高壓氣體）罐容量足夠大，氣體參數可視為常數罐容量足夠大，氣體流速視為零，處于滯留（滯止）狀態，（以下標S標出）氣體流出過程001122流速增加、壓強下降氣體在噴嘴中流速大，可視為絕熱。第四十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 理想、可壓縮氣體能量方程：（注意：不能用伯努利方程）第四十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 理想氣

13、體焓：第四十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 絕熱過程：由絕熱方程：由：第四十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 由：*實際：第五十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 2、極限速度和臨界速度（1）極限速度討論：第五十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 試驗：若想維持氣體滯止參數和出口斷面F2，采取一定手段使噴嘴出口處壓強Pa可連續調節。則：環境壓力Pa由Ps起逐漸下調，則出口處壓強P2等于Pa也連續下降。但P2下降有一限度，Pa小到一定值時，P2不再隨之下降，

14、而是P2Pa。氣源氣柜調節閥抽氣機噴嘴Pa第五十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （2）臨界速度m 有最大值E點定義：E點對應的狀態為臨界狀態，相應參數為臨界參數（用下標cr表示）ABD (wmax)EmwGmmax第五十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 由絕熱方程：問題：怎樣求 ？ 臨界參數僅與滯止參數和氣體絕熱指數有關第五十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 *臨界速度等于當地音速第五十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 mwAB C(wcr)D (w

15、max)E F(mmax)G擁塞效應第五十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 可壓縮氣體由漸縮噴嘴外射流出的極限：壓強（背壓）：低至 臨界壓強溫度：低至 臨界溫度速度：高至 臨界速度，當地音速馬赫數：1第五十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （三）可壓縮氣體由漸縮至漸擴噴嘴外射流出漸縮漸擴管拉伐爾噴嘴： 利用氣體壓力能獲得超音速出口氣流喉部：漸縮、漸擴的結合部。收縮段擴張段第五十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第五十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月ABD (wmax)EmwG

16、mmax第六十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 1、氣體參數與噴嘴斷面積與速度變化的關系等熵流動，熱力學參數變化速度變化 能量方程、 理想氣體狀態方程 能量方程： （1） 第六十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 狀態方程： 絕熱方程： *dw0，則 dP、d、dT均0（2） （3） 改書上錯第六十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 狀態連續性方程： （4） （4，） 第六十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 *亞音速氣流在漸縮段加速、在漸擴管減速； 超音速氣

17、流在漸縮段減速、在漸擴管加速；第六十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 漸縮噴嘴對應滯止壓強不需過高。拉伐爾噴嘴對應滯止壓強要高于臨界壓強。實際操作時：第六十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 2、氣體參數與噴嘴斷面積與馬赫數的關系已知：第六十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第六十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第六十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 第六十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備

18、 第一章 第七十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 1.2 窯爐系統內的氣體流動不可壓縮氣體的流動可壓縮氣體的流動氣體射流熟練掌握了解了解自學第七十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 三、氣體射流射流： 氣體脫離了原來限制它流動的管道，不再受固體壁面的限制，而在空間連續擴散流動。(噴射到窯內的可燃氣；煙囪冒出的煙氣等。 )與管流有本質區別。因不再受璧面的影響限制、與周圍氣體接觸混合層流射流：管嘴直徑較小，噴出氣量小時， 在管嘴出口處形成層流射流。湍流射流：管嘴直徑較大，噴出氣體流速較大 時，在管嘴出口處形成湍流射流。第七十二張，

19、PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 自由射流：氣體噴射到充滿靜止介質的無限空間中 去，射流完全不受固體壁面的限制。受限射流：氣體噴射到有限空間時，射流要受到空 間的部分限制。研究射流規律目的：P27第七十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （一）自由射流(湍流)等溫自由射流：噴出氣流與周圍介質 溫度、密度相等 非等溫自由射流：噴出氣流與周圍介質 存在溫度差、密度差第七十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 1、自由射流的形成和特點（1）自由射流的形成和外形特點第七十五張，PPT共九十七頁，創作于202

20、2年6月湍流：氣體橫縱向流動，噴出氣體則與周圍空氣不斷摻和，交換能量、動量，一起向前流動。流量、橫斷面不斷增大，流速不斷降低，形成向周圍擴散的錐形體，最終消失在空氣中。第七十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月轉折截面外邊界內邊界M邊界層開始段主段外邊界內邊界極點M極角核心收縮角邊界層核心區轉折截面開始段主段第七十七張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 外邊界：速度等于零的邊界內邊界：速度保持初速度的邊界極點：外邊界的交點 極角：外邊界與x軸的夾角 核心收縮角：內邊界與x軸的夾角 邊界層：內、外邊界之間的區域 核心區：保持初速度的區域 轉折截面：只有x軸上

21、一點還保持初速度的截面 開始段：噴嘴出口至轉折面之間的射流區域 主段：轉折面以后至射流消失的射流區域 第七十八張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 近似認為自由射流內部壓強不變，等于周圍氣體的壓強。沿x軸動量不變、動能減小。 （2）自由射流的流動特點自由射流可近似認為是一維流動。 自由射流內各截面上速度分布有相似性 第七十九張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月M開始段主段Rx1Rx2第八十張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月轉折截面外邊界內邊界M邊界層開始段主段壓強 P動量 mw流量 V動能中心速度第八十一張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱

22、工過程與設備 第一章 2、自由射流中各運動參數的變化關系（阿勃拉 莫維奇）（1）主段極角 主段 湍流系數改錯第八十二張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 射流半徑Rx 主段 第八十三張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 軸心速度wc 動量守恒主段 第八十四張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 體積流量Vx 平均流速 質量平均流速 第八十五張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 （2）開始段開始段 轉折面 主段 核心區長度L（開始段的長度） 第八十六張，PPT共九十七頁，創作于2022年6月 熱工過程與設備 第一章 開始段 轉折面 主段 噴嘴出口斷面至極點距離 核心收縮角 第八十七張，PPT共九十