南昌大学,材料工程基础复习.doc

材料工程基础复习 一）导热 1，热传导：又称导热，指两个相互接触的物体或同一物体的各部分，由于温差而引起的热量传递现象。（导热是依靠物体微观粒子的热运动而传递热量，其特点是物体各部位不发生宏观相对位移。） 傅里叶公式： k:导热系数（热导率）：单位温度梯度作用下物体内单位时间，单位面积的传热量；一般情况下，固体的k值较大，液体次之，气体最小。 q:热流密度:单位时间内通过单位面积的热流量。 Q:热流量：单位时间通过面积A的热量。单位： 2，导热热阻： 对流换热热阻： 3，导热微分方程： ①导热系数为常数，无内热源： 导温系数（热扩散率）：：反映了导热过程中材料的导热能力（k）与沿途物质储热能力（）之间的关系。 热扩散系数说明物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力。 ②导热系数为常数，无内热源，稳态导热： （拉普拉斯方程） 4，热传导分析计算 ①通过单层平壁的导热： 由于通过每层的热流密度q一定，所以可以根据 公式算出在x处的温度， ②通过多层平壁的导热：，同样根据通过各层的热流密度q一定算出各个地方的温度值。 ③复合壁的导热： 注意： 一定要加入面积来算热流量Q，不算热流密度q。 ④通过单层圆筒壁的导热（认为圆筒壁长度远大于直径，简化为沿半径方向的一维导热）： 也可以根据q一定来计算某点的温度值。（意识到这里的q值的不同） ⑤通过多层圆筒壁的导热： ⑤通过球壳的导热： 二）干燥和燃烧 1，发热量，高位发热量，低位发热量和弹筒发热量的含义与差别 发热量：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为燃料的发热量或热值。 高位发热量：单位燃料完全燃烧，并当燃料产物中的水蒸气（包括燃料所含水分生成的水蒸气和燃料中的氢燃烧时生成的水蒸气）全部凝结为水时所放出的热量。 低位发热量：单位燃料完全燃烧后，燃烧产物冷却到反应前的温度，其水蒸气仍以气体存在时所放出的热量。 弹筒发热量：实验室用氧弹式量热计（氧弹法）的实测值。即将一定量的燃料试样置于氧弹中，在有过剩氧的条件下燃烧，燃烧产物冷却到室温，在此条件下测得的单位质量燃料所放出的热量。 三种发热量之间的区别： 氧弹法中，燃料中的硫和氮在燃烧温度下转变成的三氧化硫、氮氧化物等溶于水并生成硫酸和硝酸。 而测量高位发热量时燃烧产物中的三氧化硫、氮氧化物并没有转变成硫酸和硝酸，因此弹筒发热量减去三氧化硫、氮氧化物形成硫酸、硝酸的溶解热即为燃料的高位发热量。 而由于燃烧后水的状态不同，高位发热量减去水的汽化热就是燃料的低位发热量。 2，元素分析法和工业分析法 元素分析法分析：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素和水（M）、灰分（A） 灰分：灰分是指燃料中不能燃烧的矿物杂质。 工业分析法分析：挥发分（V）、固定碳（FC）、水分（M）、灰分（A） 3，空气过剩系数：指实际空气量Va与理论空气量Va的比值，用表示。 过剩空气系数的选择原则：在保证物料完全燃烧的前提下，应尽可能采用接近于1，以提高燃烧温度。 4，理论燃烧温度：在稳态，绝热，完全燃烧的条件下，如果输入燃烧室的全部热量都用来提高燃烧产物的温度，则称该温度为理论燃烧温度或绝热火焰温度。即理论燃烧温度是指燃料在燃烧过程中没有任何热损失时烟气能到达的温度。 5，提高理论燃烧温度的有效措施： ①选用高发热量的燃料（燃料的产热度），燃料发热量越高，理论燃烧温度越高 ②控制适当的空气系数：在保证物料完全燃烧的前提下，应尽可能采用接近于1，以提高燃烧温度。 ③适当增加空气中的氧含量：当增加助燃空气中氧的浓度时，则相对减少了氮气的含量，从而减少了燃料产物的容积，从而使燃烧温度得以提高。 ④提高预热温度或燃料温度：对燃料、空气进行预热，可大大增加燃料与空气的物理显热，而不会引起燃烧后烟气的增多，因而有效地提高燃烧温度。 6，绝对湿度：单位体积湿空气中所含水蒸气的质量，用符号表示 相对湿度：湿空气的绝对湿度与相同温度下可能的最大湿度（即饱和空气的绝对湿度）之比，用符号来表示。 湿含量：每1千克干空气所带水蒸气的质量，用d表示。 7，干球温度：湿空气的实际温度t 湿球温度：在普通温度计外包裹一层湿纱布，湿纱布的一端进入水中，使得纱布保持湿润，这种温度计称为湿球温度计。在平衡状态下，湿球温度计所测出的空气温度称为湿球温度，用表示。当湿球温度计周围为未饱和空气，在湿纱布表面与空气中的水蒸气压差作用下，水分从湿纱布表面气化并扩散到空气中，水分气化需要吸收热量，从而使湿球温度计表面的温度降低，当空气向纱布传递的热量等于湿纱布表面水分气化所需热量时达到平衡状态，此时的表面温度就为湿球温度。 绝热饱和温度：空气与大量水接触，在绝