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第一章　流体力学1

第一节　基本概念和基本表达式1

一、基本概念1

二、基本表达式2

第二节　气体静力学4

一、作用在气体上的力4

二、静止气体具有的能量5

三、气体流动的连续性14

第三节 白奴里方程和它的应用条件——大气作用下的白奴里方程16

一、白奴里方程16

二、白奴里方程的应用条件18

三、大气作用下的白奴里方程20

第四节　流体流动性质和阻力损失23

一、流体流动性质23

二、速度分布与层流边界层24

三、阻力损失计算25

第五节　烟囱31

一、烟囱的工作原理31

二、烟囱的抽力和烟囱高度33

第六节　喷射器及其应用36

一、喷射器36

二、喷射器的应用36

第七节　火焰炉内气体流动39

一、位头作用下的炉气流动39

二、射流作用下的炉气流动（限制射流）40

三、炉气循环41

四、低温再循环式炉43

五、炉内涡旋区44

第二章　传热学46

第一节　概述46

第二节　热传导48

一、导热基本定律——傅立叶定律49

二、导热系数50

三、热传导微分方程及其定解条件51

四、稳态导热55

五、不稳定热传导62

第三节　对流换热69

一、影响对流换热系数的因素69

二、因次分析在对流传热中的应用72

三、流体作强制对流时的对流传热系数76

第四节　热辐射87

一、热辐射的基本概念87

二、辐射传热基本定律91

三、两固体间的相互辐射96

四、气体的热辐射101

第五节　综合传热105

一、综合传热过程的分析和计算105

二、炉子热平衡115

三、热平衡方程和热平衡表120

第三章　燃料和燃烧122

第一节　燃料的一般性质123

一、燃料的化学组成123

二、燃料组成的表示法126

三、燃料的发热量129

第二节　固体燃料131

一、固体燃料成分131

二、煤的发热量测定132

三、煤的焦渣特性138

四、煤的结渣特性指标138

第三节　液体燃料141

一、石油产品142

二、原油加工方法143

三、石油产品主要的理化性质144

第四节　气体燃料147

一、气体燃料的主要组成成分147

二、各种煤气的性质149

第五节　燃料反应计算156

一、燃烧反应156

二、燃料燃烧计算159

三、燃烧温度173

四、燃烧温度的计算方法174

五、提高实际燃烧温度的途径179

第六节　燃烧装置180

一、煤气烧嘴180

二、重油喷嘴186

第七节　供油系统191

一、供油工艺系统191

二、回油194

第四章　燃料加热热处理炉196

第一节　概述196

第二节　室式炉200

一、固定底式室式炉200

二、车式热处理炉203

三、罩式炉207

四、坑式热处理炉211

第二节　连续式热处理炉212

一、推料式热处理炉212

二、步进式热处理炉213

三、环形加热炉216

四、分室式快速加热炉218

五、链式热处理炉221

六、辊底式加热炉224

七、震底式热处理炉230

八、牵引式热处理炉232

九、井式热处理炉237

十、罐式热处理炉239

第五章　燃料热处理炉设计计算举例240

第一节　原始数据240

一、工件240

二、热处理制度241

三、燃料241

四、最大装炉量241

第二节　热处理炉方案241

一、炉衬结构241

二、管道系统242

三、燃烧系统242

四、排烟系统242

五、安全保护措施243

第三节　炉子计算243

炉子尺寸确定243

第四节　燃料燃烧计算244

一、煤气转换为湿成分244

二、煤气燃烧时所需要的空气量245

第五节　加热过程中炉膛热交换247

第六节　燃烧产物和炉衬向工件辐射的单位总热量q255

第七节　金属加热计算265

一、工件加热厚度计算265

二、在各计算温度段中金属的平均导热系数λm265

三、计算斯特罗克准数266

四、计算毕沃准数Bi268

五、确定加热物体“厚度”的比值系数268

六、金属加热计算方式269

第八节　冷却过程炉内热交换计算274

第九节　金属冷却计算283

一、已知计算参数283

二、金属冷却计算方法284

三、冷却时间286

第十节　加热周期炉膛热平衡与燃料消耗计算286

一、炉膛热收入Q入286

二、炉膛热支出287

三、炉膛热平衡式与平均燃料消耗量300

四、计算最大燃料消耗量301

五、炉膛热平衡表301

六、炉子工作指标302

第十一节　保温期间热平衡302

一、保温期间热收入Q入302

二、保温期间热量支出Q出303

三、热平衡方程式304

四、炉子煤气消耗量304

五、保温期间热平衡304

六、炉子性能计算数据305

第十二节　燃烧器和炉用部件的选用305

一、燃烧器和炉用部件306

二、炉子其他部件设计选择307

第十三节　空气换热器设计计算307

一、已知数据307

二、设计数据308

三、设计方案308

四、设计计算308

第十四节　空气管路的阻力损失计算和鼓风机的选择318

一、计算条件318

二、管路分段318

三、计算各区段空气流量、管道内径、规格及空气流速318

四、确定空气管路系统阻力损失计算的区段320

五、计算阻力损失320

六、鼓风机的选择322

第十五节　烟道阻力和烟囱高度计算323

一、计算条件323

二、烟道阻力损失计算示意图323

三、各段烟道断面尺寸确定324

四、计算三段烟气温度325

五、计算各段烟道中烟气流速325

六、烟道阻力损失计算325

七、烟囱主要参数计算327

第六章　热处理炉的砌筑与烘炉330

第一节　热处理炉常用耐火材料330

一、概述330

二、各种耐火材料的性质331

三、不定形耐火材料333

第二节　炉子砌筑345

一、窑炉对砌砖的要求346

二、烘炉347

第七章　热处理炉的节能与环境保护350

第一节　热处理炉节能措施350

一、选择适当的筑炉材料350

二、加强炉体保温与密封351

三、选择恰当燃料和组织燃烧352

四、燃烧过程中燃料和助燃空气比例的控制354

五、炉子结构对节能的影响354

六、排烟口355

七、采用隧道式热处理炉的冷却和加热技术355

八、蓄热燃烧技术和脉冲控制燃烧技术356

九、高速调温烧嘴和脉冲控制燃烧技术363

十、调节燃烧过程的空／燃比实现节能366

十一、根据生产要求选择炉型366

十二、充分合理有效地利用余热368

十三、通过生产管理节能370

十四、其他节能措施371

第二节　燃料加热热处理炉的环境保护371

一、NOx的排放371

二、二氧化硫排放372

三、灰尘排放372

四、噪声治理372

五、优化操作环境，减少高温热辐射等372

第三节　燃料加热热处理炉操作中常见的问题与处理方法372

一、炉子的冒火和吸风372

二、烟道闸板与安装374

第八章　煤的气化原理与煤气发生炉375

第一节　煤的气化375

一、煤气化的历史375

二、煤气化原理376

三、煤炭气化过程中的主要反应377

第二节　煤的性质对气化的影响379

一、气化用煤的选择379

二、气化用煤的主要特征380

三、煤种对气化的影响381

四、煤质对气化的影响382

第三节　气化炉384

一、气化炉的分类384

二、常压移动床煤气发生炉387

三、两段式煤气发生炉390

第四节　煤气发生炉的操作与管理393

点火与开工393

第九章　测量与控制399

第一节　燃料加热炉检测和控制的项目399

第二节　燃料加热热处理炉自动控制系统的组成401

第三节　工业调节器的基本调节规律401

第四节　火焰炉热工过程自动控制系统的分类403

一、按被控制的热工参数分类403

二、按给定值信号的特点分类403

三、按系统的结构分类404

附录408

附录1　常用热工单位换算表408

附录2　炉壁黑度＝0.8时，炉壁对空气的总传热系数和散热损失409

附录3　炉壁散热的换算系数410

附录4　不同耐火材料厚度、不同炉内壁温度炉外壁散热410

附录5　空气常用物理参数411

附录6　烟气的某些物理参数（压强为760mmHg）411

附录7　各种形状条件下的局部阻力损失系数412

附录8　各种炉型的炉底强度和热耗426

参考文献427