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。
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α？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ρ＝0.6Kg/m3，外界大气密度ρ‘＝1.3Kg/m3，烟囱摩擦阻力系数λ＝0.04，为要保证烟囱底部有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：λ均=0.70 + 0.00064t均；轻质粘土砖：λ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ε＝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，C0＝5.67W/(m2·K4)〕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）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，λ1＝1.0W/(m·℃)；外层是厚度240mm 的红砖层，λ3＝0.6W/(m·℃)；两层中间填有厚度50mm的石棉隔热层，λ2＝0.1W/(m·℃)。
已知墙的内表面温度t1＝800℃，外表面温度t4＝50℃。
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ρ0=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ε＝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2010-2011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εg＝ E g/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、C＋O2＝CO2、 2C＋O2＝2CO 、C＋CO2＝2CO2、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.（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：(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H１;下加热高度H2；预热段上加热高度H3；预热段下加热高度H４；均热段长度为L2。
5. 影响氧化的因素有：①加热温度；②加热时间；③炉气成分；④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：①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。
②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。
③使用保护气层。
④采用保护涂料。
⑤使钢料与氧化性气氛隔绝。
⑥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《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εg ＝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。
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. ×；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；（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。