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0　绪论 1

0.1　无机材料工业在国民经济中的作用 1

0.2　无机材料工业热工过程的共性 2

0.3　无机材料工业热工过程的个性 2

0.4　无机材料热工基础的学习内容 4

1　气体力学基础 5

1.1　研究对象与研究方法 5

1.2　气体的主要物理性质 5

1.2.1 压缩性 5

1.2.2 黏性 6

1.3　气体静力学基本方程 7

1.3.1 作用于气体上的力 7

1.3.2　静止气体基本方程 7

1.4　气体动力学基本方程 8

1.4.1 基本概念 8

1.4.2　连续性方程 9

1.4.3 理想流体运动微分方程 10

1.4.4　伯努利方程 11

1.5　压头损失 14

1.5.1 摩擦损失 14

1.5.2 局部损失 15

1.6　压缩性气体流动 16

1.6.1 一维稳定流动的伯努利方程 17

1.6.2 压缩性气体流动的连续性方程 18

1.6.3 压缩性气流中各参数的变化规律 19

1.6.4 压缩性气体经喷管的流动 20

1.7　气体喷射流 21

1.7.1 自由射流 22

1.7.2 冲击射流 24

1.7.3 限制射流 24

习题与思考题 25

2　传热学 27

2.1 基本概念 27

2.1.1 传热方式 27

2.1.2 温度场 28

2.1.3 稳定传热与不稳定传热 28

2.2　导热 28

2.2.1 傅里叶定律 28

2.2.2 稳定导热传热量的计算 28

2.3　对流换热 32

2.3.1 对流换热的机理 32

2.3.2　牛顿冷却定律 33

2.3.3 对流换热系数确定 33

2.3.4 对流换热系数的若干实验公式及其应用 33

2.4　辐射传热 35

2.4.1 基本概念 35

2.4.2 黑体辐射的基本定律 36

2.4.3 实际固、液体的辐射与吸收特性 37

2.4.4 物体表面间的辐射传热 39

2.4.5 气体与固体间的辐射传热 43

2.4.6 火焰辐射 46

2.5　综合传热 47

2.5.1　传热基本方程 47

2.5.2　通过平壁的综合传热 47

2.5.3 通过圆筒壁的综合传热 49

习题与思考题 50

3　传质原理 51

3.1　基本概念 51

3.1.1 传质的基本方式 51

3.1.2 浓度 51

3.1.3 速度 51

3.1.4　质量通量和摩尔通量 52

3.2　传质微分方程 52

3.2.1 传质微分方程的推导 52

3.2.2　传质微分方程的简化 54

3.2.3　初始条件和边界条件 55

3.3　分子传质 55

3.3.1 菲克第一定律 55

3.3.2　稳态分子传质 56

3.3.3 非稳态分子传质 60

3.4　对流传质 63

3.4.1 对流传质的通量方程 63

3.4.2　对流传质的浓度边界层 63

3.4.3 若干对流传质系数的实验公式 64

3.4.4　对流传质系数模型 65

3.4.5 相间稳态传质和双膜理论 68

习题与思考题 71

4　燃料及其燃烧 72

4.1　燃料的种类和特性 72

4.1.1　燃料的种类 72

4.1.2　燃料的化学组成与换算 75

4.1.3　燃料发热量 76

4.2　燃烧计算 76

4.2.1 助燃空气量计算 76

4.2.2　燃烧产物量计算 78

4.2.3 助燃空气量和燃烧产物量计算的近似计算方法 78

4.2.4　燃烧产物成分的计算 78

4.2.5　燃烧温度的计算 79

4.3　燃料燃烧过程的基本原理 80

4.3.1 燃烧的概念 81

4.3.2　燃烧过程的基本阶段 81

4.3.3　燃烧过程的基本条件 81

4.3.4　燃料燃烧反应机理 84

4.4　燃烧方法与燃烧装置 84

4.4.1 气体燃料的燃烧 84

4.4.2　液体燃料的燃烧 86

4.4.3 固体燃料的燃烧 89

习题与思考题 91

5　干燥过程与设备 92

5.1　概述 92

5.1.1 干燥的定义 92

5.1.2 干燥方法 92

5.1.3 干燥系统的组成 93

5.1.4　干燥设备的分类 93

5.2　湿空气的性质 93

5.2.1 湿空气的主要参数 93

5.2.2 湿空气的I-X图 95

5.3　干燥计算 96

5.3.1 物料平衡 97

5.3.2 热量平衡 98

5.3.3 理论干燥过程和实际干燥过程 99

5.4　干燥过程的基本原理 100

5.4.1 物料中水分的结合方式 100

5.4.2　物料干燥过程 100

5.4.3 影响干燥速率的因素 102

5.4.4 制品在干燥过程中的收缩和变形 104

5.5　喷雾干燥 104

5.5.1 喷雾干燥基本原理 104

5.5.2 雾化器的分类及特点 108

5.5.3 喷雾干燥的优缺点 110

5.6　冷冻干燥 111

5.6.1 冷冻干燥原理 111

5.6.2　冷冻干燥特点 111

5.7　超临界流体干燥 112

5.7.1 超临界流体干燥原理 112

5.7.2　超临界流体干燥工艺流程与实验装置 113

5.7.3 超临界流体干燥的优缺点 113

习题与思考题 114

6　水泥工业窑炉 115

6.1 概述 115

6.1.1 水泥工业窑炉的发展与演变 115

6.1.2　水泥工业窑炉的分类 116

6.2　预分解窑技术原理 116

6.2.1 熟料形成的工艺特点 116

6.2.2 回转窑对工艺要求的适应性 116

6.2.3 几种回转窑热工布局的比较 117

6.3　预分解窑的生产流程 118

6.4　预分解窑的分类 118

6.4.1 按制造厂命名分类 118

6.4.2 按分解炉内气流、物料运动特征分类 119

6.4.3 按分解炉特征及气体流程综合分类 119

6.5　几种典型的预分解窑 119

6.5.1 旋流式预分解窑 119

6.5.2 喷腾式预分解窑 121

6.5.3 旋流-喷腾式预分解窑 123

6.5.4 悬浮式预分解窑 125

6.5.5 沸腾式预分解窑 125

6.6 分解炉的热工特性 127

6.6.1 分解炉内的燃烧 127

6.6.2 分解炉内的传热 128

6.6.3 分解炉内的气体运动 129

6.6.4 分解炉内的旋风效应与喷腾效应 130

6.6.5 分解炉内的分解过程 132

6.7　预分解窑系统中回转窑的热工特性 133

6.7.1 回转窑的功能 133

6.7.2 回转窑内的工艺带及其热效应 133

6.7.3 回转窑内的燃料燃烧 134

6.7.4 回转窑内的物料运动 134

6.7.5 回转窑内的传热能力及发热能力 134

6.7.6 回转窑内的热负荷 135

习题与思考题 135

7　陶瓷工业窑炉 136

7.1 概述 136

7.1.1 陶瓷工业窑炉的发展概况 136

7.1.2 陶瓷工业窑炉的分类 136

7.2　隧道窑 136

7.2.1 隧道窑的工作系统 136

7.2.2 隧道窑的结构 137

7.2.3 隧道窑内的气体流动 138

7.2.4 隧道窑内的传热 141

7.3　间歇窑 143

7.3.1 倒焰窑 143

7.3.2 新型间歇窑 144

7.4 电热窑炉 146

7.4.1 概述 146

7.4.2 电阻炉 146

7.4.3 感应炉 148

7.4.4 电弧炉 149

7.4.5 等离子炉 150

7.4.6　微波烧结炉 152

习题与思考题 154

8　玻璃工业窑炉 155

8.1 概述 155

8.1.1 玻璃的生产过程 155

8.1.2　玻璃池窑的分类 155

8.1.3 玻璃池窑的发展概况 156

8.2　火焰池窑 157

8.2.1 火焰池窑的结构 157

8.2.2 火焰池窑内玻璃液的流动 161

8.2.3 火焰池窑内的传热 163

8.3 电熔窑炉 164

8.3.1 电熔窑炉的优缺点 164

8.3.2 电熔窑炉的分类 165

8.3.3 几种典型的玻璃电熔窑炉 167

习题与思考题 173

附录 174

附录Ⅰ 干空气的热物理性质 174

附录Ⅱ 在大气压力下烟气的热物理性质 175

附录Ⅲ　工业管道粗糙度 175

附录Ⅳ　常用局部阻力系数 176

附录Ⅴ 常用固体材料的导热系数λo及温度系数b的数值 177

附录Ⅵ　某些材料或物质的辐射黑度ε 177

附录Ⅶ　常见气体的黑度及其修正系数 178

附录Ⅷ　湿空气的相对湿度 180

参考文献 182