陶瓷窑炉热工分析与模拟PDF电子书下载

目录 1

第一部分陶瓷窑炉热工过程分析 1

第一章陶瓷窑炉热工过程概论 1

1.1窑炉热工过程的实质 2

1.2分析窑炉热工过程及性能的意义 3

1.2.1节能与技术进步 4

1.2.2技术预测 4

1.2.3综合技术的应用 5

1.3陶瓷窑炉中热工过程的相互联系 6

第一章参考文献 9

第二章陶瓷窑炉热工性能的评价指标 10

2.1陶瓷窑炉的能量特性 10

2.1.1能量特性 10

2.1.2能量特性的表达 11

2.2陶瓷窑炉热效率、单位燃耗、单位热耗及相互关系 14

2.2.1热效率 14

2.2.2热效率与单位燃耗间关系 17

2.2.3热效率与单位热耗间关系 18

2.3陶瓷窑炉热效率与燃烧效率、传热效率间关系 20

2.3.1热效率与燃烧效率、传热效率间关系 20

2.3.2不完全燃烧条件下的单位燃耗与单位热耗 21

2.4陶瓷窑炉热工性能的评价 22

2.4.1热工性能的评价指标 22

2.4.2防止环境污染 23

第二章参考文献 24

第三章陶瓷窑炉中气体动力过程分析 26

3.1陶瓷窑炉中热气体流动的特点 26

3.1.1气体的压缩性与膨胀性 27

3.1.2热气体的粘性 32

3.1.3热气体运动的特点——浮力的作用 34

3.2伯努利方程在陶瓷窑炉中的应用 36

3.2.1气体的连续性方程式 37

3.2.2伯努利方程在陶瓷窑炉中的应用 38

3.2.3气体的动量方程式 42

3.3隧道窑中气体运动的动力条件 43

3.3.1气体流动的分析 44

3.3.2阻力损失 47

3.4隧道窑中气体流动对温度分布的影响 49

3.4.1气体运动的纵向自然对流 49

3.4.2组织气体顺、逆流动改变预热带压强分布 51

3.4.3预热带窑道横断面的气体循环 53

3.5.1气体流动的过程 56

3.5倒焰窑中气体流动的特点 56

3.5.2气体流动的特点 58

3.5.3倒焰窑内压强分布及其变化 60

第三章参考文献 62

第四章陶瓷窑炉中燃烧过程分析 63

4.1燃烧计算 63

4.1.1燃烧计算的内容与意义 64

4.1.2燃烧计算的基本公式 65

4.2燃烧产物（烟气）量、二氧化碳量与空气过剩系数间关系 71

4.2.1不完全燃烧的燃烧产物量 71

4.2.2不完全燃烧产物组成及其生成量计算 74

4.2.3空气过剩系数的计算式 77

4.2.4燃烧产物中二氧化碳量与空气过剩系数间关系 80

4.3空气过剩系数与烟气带走热量和不完全燃烧热损失间关系 81

4.3.2化学不完全燃烧热损失的计算 82

4.3.1空气过剩系数与烟气带走热量和化学不完全燃烧热损失间关系 82

4.4燃烧效率与实际燃烧温度间关系 85

4.4.1实际燃烧温度与燃烧效率间关系 85

4.4.2量热计式燃烧温度与烟气带走热损失间关系 85

4.5隧道窑顶烧与间歇式燃烧方法的特点 86

4.5.1顶烧式隧道窑的燃烧特点 86

4.5.2间歇式燃烧方法 87

4.6煤气发生炉的气化效率及其对窑炉热效率的影响 88

4.6.1煤气发生炉的气化效率 88

4.6.2煤气发生炉气化效率与陶瓷窑炉热效率间关系 91

4.7煤气组成变化对窑炉热工性能的影响 92

4.7.1燃烧（助燃）用空气量的波动率 92

4.7.2化学不完全燃烧热损失与烟气带走热损失的增量 94

4.8配煤对燃烧过程的作用 95

4.8.2配煤计算 96

4.8.1配煤的依据 96

4.8.3配煤的意义 99

第四章参考文献 100

第五章陶瓷窑炉传热过程分析 101

5.1陶瓷窑炉传热过程的特点与计算 101

5.1.1隧道窑内的对流传热 102

5.1.2明焰隧道窑内的气体辐射传热 104

5.1.3明焰隧道窑内的综合传热 108

5.1.4隔焰隧道窑内的传热特点 109

5.1.5间歇式窑炉内的传热特点 110

5.2隧道窑各带传热效率对其热工性能的影响 111

5.2.1隧道窑各带的传热效率 111

5.2.2隧道窑的热效率与各带传热效率间的关系 113

5.2.3普瓷隧道窑热效率剖析 115

5.3.1保温材料的选定 125

5.3窑体最佳保温条件的确定 125

5.3.2保温材料的经济厚度与安全厚度 126

5.3.3多层保温材料厚度的最佳组成方案 127

第五章参考文献 129

第六章陶瓷窑炉的热工性能分析 131

6.1影响窑炉热工性能的因素 131

6.1.1烟气的热损失率对热效率的影响 132

6.1.2空气预热对隧道窑热工性能的影响 134

6.1.3窑具与输送装置对隧道窑热工性能的影响 134

6.1.4减少窑体散热损失 136

6.1.5减少不完全燃烧热损失 136

6.2匣钵质量对隧道窑热工性能的影响 141

6.2.1隧道窑的热效率 141

6.2.2匣钵质量对隧道窑热效率的影响 143

6.3.1隧道窑的能量特性与数据整理 146

6.3隧道窑最佳热工条件的确定 146

6.3.2隧道窑的最佳热工条件 147

6.4隧道窑预热带温差及其对隧道窑热工性能的影响 150

6.4.1预热带的温差 150

6.4.2预热带的温度分布不均匀性系数 152

6.4.3减小温差以改进隧道窑热工性能 155

6.5隧道窑中烧成带产品烧成的均匀性 159

6.5.1不均匀性程度 159

6.5.2不均匀性程度的确定 160

6.5.3烧成不均匀性的改进 161

6.6辊道窑与多通道隧道窑（多孔窑）的热工特点 164

6.6.1辊道窑的热工特点 164

6.6.2多通道隧道窑（多孔窑）的热工特点 165

6.7.1倒焰窑的热工特点 167

6.7间歇式窑炉的热工特点 167

6.7.2梭式窑的热工特点 168

6.7.3钟罩窑的热工特点 170

6.7.4降低燃料消耗的途径 172

第六章参考文献 175

第二部分陶瓷窑炉热工过程的计算机模拟 177

第七章陶瓷窑炉热工过程计算机模拟概论 177

7.1陶瓷窑炉热工过程的研究方法 177

7.1.1原型研究方法 179

7.1.2相似模拟方法 179

7.1.3比拟模拟方法 180

7.1.4数字模拟方法（计算机模拟方法） 181

7.2计算流体动力学、计算传热学及计算燃烧学 183

7.2.1计算流体动力学 183

7.2.2计算传热学 185

7.2.3计算燃烧学 186

7.3陶瓷窑炉热工过程的数学模型及计算机模拟方法 187

第七章参考文献 189

第八章陶瓷窑炉流体动力过程的计算机模拟 192

8.1流体动力过程基本方程 193

8.2隧道窑料垛中气体动力过程的计算机模拟 197

8.2.1隧道窑方柱形料垛无漏风等温气体动力过程的模拟 198

8.2.2隧道窑方柱形料垛有漏风等温气体动力过程的模拟 201

82.3隧道窑方柱形料垛非等温气体动力过程的模拟 201

8.2.4隧道窑方柱形料垛气体动力过程模拟实例 203

8.2.5隧道窑圆柱形料垛气体动力过程的模拟 208

8.3隧道窑压强曲线的计算机模拟 212

8.3.1隧道窑窑车接缝及沙封漏气量的模拟 213

8.3.2隧道窑内气体流量平衡方程式 218

8.3.3日用陶瓷隧道窑中压强曲线及漏风量的模拟实例 219

8.4湍流流动过程的模拟 228

8.4.1应用于湍流的流体动力学基本方程的时均形式 230

8.4.2零方程模型 234

8.4.3单方程模型 237

8.4.4双方程模型 240

8.4.5k-ε双方程湍流模型的应用实例 243

第八章参考文献 251

第九章陶瓷窑炉传热过程的计算机模拟 251

9.1传热过程基本方程 251

9.1.1导热方程 253

9.1.2对流放热方程 254

9.1.3辐射传热方程 257

9.2窑体散热过程的计算机模拟 257

9.2.1一维稳态散热模型 258

9.2.2二维稳态散热模型 261

9.3窑内制品传热过程的计算机模拟 266

9.3.1圆柱形料垛传热过程的计算机模拟 266

9.3.2方柱形料垛传热过程的计算机模拟 281

9.4窑内空间传热过程的计算机模拟 283

9.4.1气体与固体表面间的对流放热 283

9.4.2气体与固体表面间的辐射传热 285

9.4.3隧道窑预热带空间传热过程的计算机模拟 287

9.5隧道窑窑车蓄热过程的计算机模拟 289

9.5.1陶瓷隧道窑窑车衬料优选问题 292

9.5.2空心砖在隧道窑窑车上的应用 296

9.5.3隧道窑窑车循环使用的计算机模拟 302

第九章参考文献 304

第十章陶瓷窑炉燃烧过程及气化过程的计算机模拟 306

10.1.1燃烧计算基本公式 307

10.1燃烧过程基本方程 307

10.1.2化学动力学基本方程 308

10.1.3化学平衡基本方程 308

10.1.4热化学定律 309

10.1.5流体动力过程基本方程 309

10.1.6传热过程基本方程 309

10.1.7传质过程基本方程 309

10.2理论燃烧温度的计算 310

10.2.1方程及约束条件 311

10.2.2变量数目 312

10.2.3参数数目 313

10.2.4设定变量数目 313

10.2.5求解步骤 313

10.3.1单相湍流扩散燃烧模型 320

10.3气体燃料燃烧过程的计算机模拟 320

10.3.2三种燃烧模型模拟结果的比较 323

10.3.3小结 328

10.4液体燃料燃烧过程的计算机模拟 330

10.5煤气发生炉气化过程的计算机模拟 334

10.5.1简化假设及基本方程 335

10.5.2数学模型的建立 338

10.5.3有关气化过程参数的测定 350

10.5.4计算机模拟结果及讨论 355

10.5.5小结 364

第十章参考文献 365

第十一章陶瓷窑炉综合计算机模拟 367

11.1明焰窑车式隧道窑热耗综合模拟 368

11.1.1问题的提出 368

11.1.2简化假设 369

11.1.3数学模型的单元划分及计算基准 370

11.1.4数学模型的基本方程（MHT方程） 370

11.1.5数学模型中各项具体计算方法 371

11.1.6计算机程序框图 378

11.1.7模拟方案的选择及原始数据 380

11.1.8计算机模拟结果及讨论 381

11.2隔焰窑车式隧道窑的传热综合模拟 389

11.2.1问题的提出 390

11.2.2数学模型的简化假设 391

11.2.3隔焰隧道窑窑内传热数学模型的构成 392

11.2.4窑内辐射传热子模型 392

11.2.5棚板中的二维非稳态导热子模型 398

11.2.8模拟对象及模拟方案的确定 402

11.2.7计算机程序框图 402

11.2.6制品及窑车的一维非稳态导热子模型 402

11.2.9计算机模拟结果与实测数据的比较 406

11.2.10计算机模拟结果及分析 407

11.3辊道窑最优控制的数学模型 409

11.3.1最优控制技术的发展 411

11.3.2最优控制数学模型的一般形式 412

11.3.3最优控制研究对象的描述 413

11.3.4烧成质量约束条件的确定 414

11.3.5陶瓷辊道窑最优控制数学模型的建立 417

第十一章参考文献 427

附录Ⅰ气体定压平均比热容 430

附录Ⅱ固体平均比热容 430

附录Ⅲ固体导热系数 431

附录参考文献 434