加热炉试卷及答案

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1、铜陵学院2010 -2011学年第二学期加热炉考试试卷（A）（适用班级：09材控）一、名词解释（10分，每题2分）1. 回火：2. 有焰燃烧：3. 气体的黑度：4. 荷重软化温度：5. 推料比：二、填空题（30分，每空1分）1、厚煤层燃烧的主要化学反应式有、和等。2、一般加热炉由以下几部分组 、 、余热利用装置等。3、金属加热缺陷主要包括、和4、钢在压力加工前和热处理时的加热制度，按炉内温度的变化，可分为加热制度、加热制度、加热制度和多段式加热制度。5、耐材按耐火度可分为、和。6、耐火混凝土的组成主要包括、和。7、炉墙分为和;炉顶分为和。8、热传递的三种方式是：、。某些低温热处理炉，以 主要传

2、热方式，以 较弱。三、简答题（30分，每题6分）1. 提高炉子热效率降低燃耗的途径有哪些？2. 怎样改变火焰的长度，怎样改善煤气与空气的混合条件?3. 什么是速度边界层和热边界层，如何提高对流换热系数a?4. 请写出下图中符号所表示含意。5. 钢在加热炉内加热时，有哪些因素会影响到钢的氧化？针对这些因素采取什么措施减轻氧化？四、计算题（30分，每题10分）1. 烟囱直径d = 0.9m，烟气质量流量G=18000Kg/h,烟气密度P=0.6Kg/m3，外界大气密度P =1.3Kg/m3，烟囱摩擦阻力系数入=0.04，为要保证烟囱底部有lOOPa的负压，烟囱至少应有多高？2、试求通过某加热炉壁的

3、单位面积向外散失的传导热量，已知炉壁为粘土砖，厚300毫米，壁内侧面温度为1200C,外侧面为100C,如果换用轻质粘土砖作为炉壁其它条件不变，问此时将减少散热损失多少？（粘土砖：入0.70 + 0.000641冷轻质粘土砖：入0.23+均 均 均0.000233t ）均3、加热炉在出料时需要打开路门，炉气的温度为1200C，炉气黑度&=0.4,炉门面积为10m2，通过炉门每秒钟的辐射热损失是多少？折合成标准燃料是多少公斤？标准燃料发 热量为 29270 Kj/Kg, C=5.67W/(m2 &)铜陵学院2010 -2011学年第二学期加热炉考试试卷(B)(适用班级：09材控)、名词解释(每小

4、题 3 分，共 15 分)1、无焰燃烧：2、脱火：3、气体的黑度：4、荷重软化点5、边界层：、填空题（将适当的内容填入题中的划线处。每空 1 分，共 22 分）1、连续加热炉按出料方式可分为.和2、金属加热缺陷主要包括-3、加热制度、加热制度和.加热制度。4、耐材按耐火度可分为和.5、炉墙分为.和.;炉顶分为.6、机械化加热炉按炉底可分为.和-等。7、某些低温热处理炉，以.主要传热方式，以.较弱。钢在压力加工前和热处理时的加热制度，按炉内温度的变化，可分为三、判断题（将判断结果填入题头的括号中。正确的填叫”，错误的填“X”。每题1 分，满分 15 分）1. 气体的密度越大，越易形成层流。（）2

5、. 水平分通道的流量分配与其截面积成正比。（）3. 烟囱的实际抽力雨天比晴天大一些。（）4. 气体的粘度随温度的升高而增大。5. 风机串联时，总风量基本不变。（）6. 可燃混合物在其着火浓度极限内达到着火温度即可正常燃烧。（）7. 静止气体沿高度方向下部的绝对压力大于上部的绝对压力。（）8. 火焰传播速度大于气流喷出速度，容易出现回火。（）9. 重油燃烧过程中的关键的关键是混合。（）10. 炉子所用的燃料的发热量越大，其燃耗也越大。（）11. 物体的反射能力大，其辐射能力也大。（）12. 增加炉气的黑度一定能增加辐射换热效果。（）13. 黑体的吸收率最高，等于 1。（）14. 增大圆筒壁的壁厚

6、，一定能够减少其散热效果。（）15. 凡是能被物体吸收的射线，它也能发射出去。（）四、简答题（每题6 分，共24 分）1. 步进式加热炉有哪些优点？（6 分）2. 试比较热传导、对流换热和热辐射各自的特点。（6 分）3. 提高炉子热效率降低燃耗的途径有哪些？(6 分)4. 重油燃烧为什么要雾化？怎样提高雾化效果？五、计算题(每题8 分，共24 分)1、有一炉墙由三层构成，内层是厚度230mm的粘土砖，1 = 1.0W/(m C)；外层是厚度240mm 的红砖层，久3 = 0.6W/(m C)；两层中间填有厚度50mm的石棉隔热层，A2=0.1W/(m C)O 已知墙的内表面温度t1 = 800

7、C，外表面温度t4=50C。求每小时通过炉墙的导热损失q, 以及红砖的最高温度t3o2、已知烟囱有关参数如下：烟气温度t=546C，烟气密度p=1.32Kg/m3，烟气底部流速W 与顶部流速W2相等，大气温度t=30C，烟气在烟囱内的总压头损失h失=34.3Pa,12失烟囱高度H=50m,烟囱顶部的静压头h静2=0,求烟囱底部的静压头h静1?3、加热炉在出料时需要打开路门，炉气的温度为1300C，炉气黑度=0.4，炉门面积 为20m2,通过炉门每秒钟的辐射热损失是多少？折合成标准燃料是多少公斤？标准 燃料发热量为 29270 Kj/Kg，C0=5.67W/(m2 K4)铜陵学院2010-201

8、1 学年第二学期加热炉考试试卷（A卷）参考答案与评分细则一、1. 回火：当煤气与空气喷出的速度小于该条件下的火焰传播速度时，火焰窜 回到烧嘴内，出现回火现象。2. 有焰燃烧：煤气与空气预先不混合，各以单独的流股进入炉膛，边混合边 燃烧，混合与燃烧两个过程是在炉内同时进行的燃烧方式。3. 气体的黑度：是指气体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力之比，即 r Eg/E。4. 荷重软化温度：是耐火材料受压发生一定变形量的温度。5. 推料比：是指在推送式连续加热炉中，料坯的推移长度与料坯厚度之比。二、填空题（30分，每空1分）1、C+0 =C0、2C+0 =2C0、C+CO =2C02 2 2 22、炉膛

9、、 燃料系统、供风系统、排烟系统、 冷却系统3、氧化 、脱碳、过热、过烧4、一段式、二段式、三段式5、普通耐火材料、高级耐火材料、高级耐火材料6、骨料、散料、掺和料7、侧墙、短墙、拱顶、吊顶8、传导、 对流、 辐射、 对流、辐射三、1. （ 1）减少出炉废气从炉膛带走的热量；（2分）（2）回收废热用以预热空 气、煤气；（1分）（3）减少冷却水带走的热量；（1分）（4）减少炉子砌 体的散热；（1分）（5）加强炉子的热工管理与调度。（1分）2. 煤气与空气混合得越充分，燃烧就越快，火焰越短，反之则火焰越长。因此， 通过改变混合状况就可改变火焰的长度。（2 分）影响煤气与空气的混合条件 的因素如下：

10、（1）煤气和空气的流动方式，平行流动的混合速度最慢，火焰最长。具有一定的交角能够加快混合速度。这是因为，这时不仅有扩散作用， 而且还有机械掺混作用在促使气体混合；（2）气流速度，层流流速越大火焰 就越长，过渡区火焰长度随气流速度的增大而有所减小； （3）气流相对速度 气流的速度差越大，混合就越快；（4）气流直径气流直径越大，完成混合所 需要的时间就越长。（3 分）3. 当气体流经固体表面时，由于黏性力的作用，在接近表面处存在一个速度梯 度很大的流体薄层，称为速度边界层。与速度边界层类似，在表面附近也存 在一个温度发生急剧变化的薄层，称为热边界层。（2 分）由于层流边界层 内分子没有垂直于固体表

11、面的运动，所以其中的热传递只能依靠传导作用， 即使层流底层很薄，对热传递仍有不可忽视的影响。炉内作为载热体的炉气 其导热系数很小，因此对流换热的热阻主要在于热边界层中。凡是影响边界 层状况和紊流紊乱程度的因素，都影响到对流换热的速率。加大流体的流速、 减小流体的粘度等都可减小边界层厚度，因此可加快对流换热。（3 分）4. 上加热高度H下加热高度H2;预热段上加热高度H3；预热段下加热高 度H ；均热段长度为L2。5. 影响氧化的因素有：加热温度；加热时间；炉气成分；钢的成分的 影响（3 分） 影响氧化的因素以如上所述，其中成分是固定因素，加热温度是根据加热工 艺所要求的，这类因素对于氧化铁皮的

12、生成属于不可调节因素。因此，要减 少氧化烧损量主要是从加热时间、炉内气氛两方面着眼，其措施如下：快速加热，减少钢在高温区停留时间，这是加热炉操作的原则，应当使加 热炉的生成能力与轧机的能力相适应，避免长时间停留在炉内待轧。控制 炉内气氛。控制适当的空气消耗系数，降低炉气中自由氧浓度，同时注意调 节炉膛内压力。使用保护气层。采用保护涂料。使钢料与氧化性气氛 隔绝。敞焰无氧化加热。方法的实质是使高发热量燃料在炉内分两段直接 燃烧。（2 分）四、计算题(30 分，每题10 分)1. (1)计算烟囱出口流速为：18二13.1 (m/s) (4分)0.6 x 3600 x 兀 x 0.452(2)应用伯

13、努利方程：H p2H 0.6 x 13.12H(pp) g100=九0.7 x 9.8H - 0.04=100d 20.92H=21.9(m)(6 分)2、1200 -1004092(w / m2)(4分)0.7 + 0.00064 x 6501200 -100=1393( w / m 2)（4分）0.23 + 0.000233 x 6504092 -13934092=66%2分）1200 + 273Q = 0.4 x 5.67 x （一而一）4 x 10 = 1068（Kj / s）（7分）106829270= 0.036（Kg /s）3分）铜陵学院2010 -2011学年第二学期加热炉考试

14、试卷（B）参考答案与评分细则一、（每小题 3 分，共 15 分）1、无焰燃烧：如果将煤气与空气在进行燃烧以前预先混合再进入炉内，燃烧过程要快 得多。由于较快地进行燃烧，碳氢化合物来不及分解，火焰中没有或有很少游 离的炭粒，看不到明显的火焰，或火焰很短。2、脱火：当煤气与空气喷出的速度大于该条件下的火焰传播速度时，火焰发生断火而 熄灭的现象。3、气体的黑度：是指气体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力之比，即g=Eg/E04、荷重软化点：是耐火材料受压发生一定变形量的温度。5、边界层：由气体力学可知，当气体流经固体表面时，由于黏性力的作用，在接近表面处存在一个速度梯度很大的流体薄层，称为速度边界层。

15、与速度边界层类似 在表面附近也存在一个温度发生急剧变化的薄层，称为热边界层。二、（每空1 分，共22 分）1、端出料、侧出料； 2、氧化、脱碳、过热、过烧； 3、一段式、二段式、三段式、 多段式； 4、普通耐火材料、高级耐火材料、高级耐火材料； 5、短墙、侧墙拱顶、 吊顶；6、步进式炉、环形炉、辊底式炉、链式炉； 7、对流、辐射传热三、（每题 1 分，满分 15 分）1.x；2.P； 3. “ 4.X； 5. “ 6. “ 7.心 8. “ 9.x； 10. X； 11.X； 12.x；13.； 14.； 15.四、简答题（每题6分，共24分）1. 和推送式连续加热炉相比，步进式炉具有以下优点

16、： （1）可以加热各种形状的料 坯；（2）生产能力大；（3）炉子长度不受推送比的限制，不会产生拱料、粘连现象； （4）炉子生产灵活；（5）；料坯下面没有划痕；（6）轧机故障或停轧时，能踏步或将 物料退出炉膛。（每点一分）2. 传导传热需要两个物体相互接触，但物体质点没有相对位移，热由高温物体传给 低温物体，可发生在固体、液态或气体中；（2分）对流是由于流体各部分发生相对位移而引起的热量转移，对流传热的强度与流体的 速度相关，流体速度越大，对流传热越快；（2 分）热辐射是一种由电磁波来传播热能的过程。它与传导和对流有着本质的区别，它 不仅有能量的转移，而且伴随着能量形式的转化，即热能转变为辐射能

17、，辐射出去被物 体吸收，又从辐射能转化为热能。辐射能的传播不需要传热物体相互接触。（2 分）3. （1）减少出炉废气从炉膛带走的热量；（2分）（2）回收废热用以预热空气、煤气；（1分）（3）减少冷却水带走的热量；（1分）（4）减少炉子砌体的散热；（1分）（5）加强炉子的热工管理与调度。（1 分）4. 与煤气一样，重油燃烧也必须具备使液体质点能和空气中的氧接触的条件。重油粘度较大，不容易与空气充分混合，为此，重油燃烧前必须先进行雾化，以增大其和空气接触的面积。（2分）可以采取以下措施提高雾化效果：（1）提高重油温度；（2）增大雾化剂的压力和流量； （3）改进烧嘴的结构；（4）重油掺水乳化等。（4

18、 分）五、（每题 8 分，共 24 分）1、800 - 50q = 0.23 0.050.24+ + 1 0.1 0.6t = 50 + 664 x 0.6 = 448(C)3二 664( w / m 2)(4分)（4分）2、1P =P= 0.44( Kg / m3)105461 +2731P = P市10301 +273h =-(1.16 - 0.44) x 9.8 x 50 + 34.3 二-319Pa静1P二 1.293Kg/m30二 1.16( Kg / m3)（2分）（2分）（4分）3、(5分)3分)1300 + 273Q = 0.4 x 5.67 x (而 )4x 20 = 5267(Kj / s)