加热炉试卷及答案.doc

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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成 、 、 、 、 、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 。

2、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？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d0.9m，烟气质量流量G18000Kg/h，烟气密度0.6Kg/m3，外界大气密度1.3Kg/m3，烟囱摩擦阻力系数0.04，为要保

3、证烟囱底部有100Pa的负压，烟囱至少应有多高？2、试求通过某加热炉壁的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1200，外侧面为100，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：均=0.70 + 0.00064t均；轻质粘土砖：均= 0.23+ 0.000233t均）3、加热炉在出料时需要打开路门，炉气的温度为1200，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，C05.67W/(m2K4) 铜 陵 学 院 2010 -2011学年第

4、二学期 加热炉考试试卷(B) （适用班级：09材控）一、名词解释（每小题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：二、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 、 、 和 。 3、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 和 。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。三、判断题（将判断结果填入题头的

5、括号中。正确的填“”，错误的填“”。每题1分，满分15分）1. 气体的密度越大，越易形成层流。 （ ）2. 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

6、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，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，11.0W/(m)；外层是厚度240mm的红砖层，30

7、.6W/(m)；两层中间填有厚度50mm的石棉隔热层，20.1W/(m)。已知墙的内表面温度t1800，外表面温度t450。求每小时通过炉墙的导热损失q，以及红砖的最高温度t3。 2、已知烟囱有关参数如下：烟气温度t=546，烟气密度0=1.32Kg/m3，烟气底部流速W1与顶部流速W2相等，大气温度t=30，烟气在烟囱内的总压头损失h失=34.3Pa，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1300，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29

8、270 Kj/Kg，C05.67W/(m2K4)铜 陵 学 院2010-2011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g Eg/E04. 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、CO

9、2CO2、 2CO22CO 、CCO22CO 2、 炉膛 、 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.（）减少出炉废气从炉膛带走的热量；（2分）（）回收废热用以预热空气、煤气；（1分）（）减少冷却水带走的热量；（1分）（）减少炉子砌体的散热；（1分）（）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

10、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：(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

11、层。（2分）由于层流边界层内分子没有垂直于固体表面的运动，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

12、要求的，这类因素对于氧化铁皮的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：（2）应用伯努利方程：2、3、 铜 陵 学 院 2010 -2011学年第二学期

13、 加热炉考试试卷（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gEg/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。与

14、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. ； 2.；3. ；4. ；5. ；6. ；7. ；8. ；9. ；10. ；11. ；12. ；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： （1）可以加热各种形状的料坯；（

15、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，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. （）减少出炉废气从炉膛带走的热量；（2分）（）回收废热用以预热空气、煤气；（1分）（）减少冷却水带走的热量；（1分）（）减少炉子砌体的散热；（1分）（）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分）五、（每题8分，共24分）1、 2、3、