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绪论1

1流体力学基础4

1.1流体力学基本概念4

1.1.1流体的主要物理性质4

1.1.2流体静压与静压头7

1.1.3静止流体平衡方程8

1.2流体运动若干基本概念9

1.2.1定常流与不定常流9

1.2.2迹线和流线9

1.2.3流管与有效截面9

1.2.4流量和平均流速10

1.2.5层流与紊流10

1.2.6边界层概念11

1.2.7圆管的速度分布12

1.3流体运动基本方程15

1.3.1连续性方程—流动质量守恒15

1.3.2理想流体运动微分方程—欧拉运动方程17

1.3.3流体机械能守恒—伯努利方程18

1.3.4伯努利方程的应用实例22

1.3.5动量及动量矩方程26

1.4流动阻力及管道系统阻力计算30

1.4.1沿程阻力30

1.4.2局部阻力34

1.4.3几种特殊阻力36

1.4.4减少流动系统阻力的途径37

1.4.5管路与烟道计算37

1.5压缩性气体流动43

1.5.1压缩性气流的能量方程43

1.5.2压缩性气体流动的连续方程44

1.5.3压缩性气流中各参数的变化规律45

1.5.4压缩性气体经喷管的流动47

1.5.5压缩性气体的等温流动50

1.6气流喷射流52

1.6.1自由射流52

1.6.2限制射流56

1.6.3冲击射流57

1.7供风排烟装置58

1.7.1离心式风机59

1.7.2烟囱65

思考题与习题69

2传热学基础73

2.1稳态导热73

2.1.1温度场73

2.1.2温度梯度73

2.1.3傅里叶导热定律74

2.1.4单层平壁传热75

2.1.5多层平壁导热75

2.1.6中间温度76

2.1.7单层圆筒壁导热77

2.1.8多层圆筒壁导热78

2.1.9多维导热79

2.1.10数值解法中的有限差分法79

2.2对流换热82

2.2.1对流换热概述82

2.2.2相似原理在对流换热中的应用83

2.2.3流体在管内强制对流换热的经验公式89

2.2.4流体横向绕流圆管的换热92

2.2.5流体绕过管束时的换热93

2.2.6自然对流换热94

2.2.7液体沸腾时的换热96

2.2.8蒸气凝结时的放热98

2.3辐射换热100

2.3.1辐射换热的基本概念100

2.3.2辐射能的吸收、反射和透射100

2.3.3热辐射的基本定律101

2.3.4角系数103

2.3.5物体表面间的辐射换热计算105

2.3.6气体辐射111

2.4稳态综合换热115

2.4.1气体与壁面间的换热115

2.4.2通过间壁的换热116

2.4.3换热器的传热计算119

2.4.4火焰炉内的综合换热122

思考题与习题126

3燃料及燃烧131

3.1燃料的特性131

3.1.1燃料的化学组成131

3.1.2燃料发热量133

3.2燃烧计算134

3.2.1空气需要量、燃烧产物量及其成分的计算135

3.2.2燃烧产物密度的计算137

3.2.3空气消耗系数138

3.2.4燃烧温度的计算138

3.2.5理论燃烧温度的讨论142

3.3燃料燃烧及燃烧装置143

3.3.1煤气燃烧及煤气烧嘴143

3.3.2重油燃烧及重油喷嘴151

3.3.3重油掺水乳化燃烧法156

3.3.4原煤燃烧及层状燃烧室157

3.3.5粉煤燃烧及粉煤燃烧器158

3.3.6水煤浆燃烧及沸腾燃烧技术160

3.3.7蓄热式高温空气燃烧技术161

3.4燃烧污染与防治161

3.4.1烟尘的污染与防治162

3.4.2硫氧化物（SOx）的污染与防治162

3.4.3氮氧化物（NOx）的污染与防治163

3.4.4碳氧化物（CO、CO2）的污染与防治163

思考题与习题164

4耐火材料166

4.1概述166

4.1.1耐火材料在冶金工业中的地位和作用166

4.1.2冶金炉对耐火材料的要求167

4.1.3耐火材料的分类167

4.1.4耐火材料的一般生产过程168

4.2耐火材料的组成和性质168

4.2.1耐火材料的化学矿物组成169

4.2.2耐火材料的物理性质170

4.2.3耐火材料的工作性质173

4.3常用块状耐火制品176

4.3.1硅酸铝质耐火制品176

4.3.2氧化硅质耐火制品178

4.3.3碱性耐火制品179

4.3.4含碳耐火材料181

4.4定形耐火材料183

4.4.1耐火混凝土183

4.4.2耐火泥183

4.5特种耐火材料184

4.5.1高温陶瓷材料184

4.5.2金属陶瓷185

4.6隔热耐火材料185

4.6.1中低温隔热材料186

4.6.2高温隔热材料187

4.6.3耐火纤维189

思考题与习题192

5常用冶金炉193

5.1竖炉193

5.1.1概述193

5.1.2炉内物料运动和气体运动193

5.1.3料层内热交换194

5.1.4炉例——鼓风炉194

5.2火焰炉200

5.2.1回转窑200

5.2.2反射炉208

5.3沸腾炉216

5.3.1概述216

5.3.2沸腾床216

5.3.3沸腾床内热交换218

5.3.4沸腾炉单位生产率计算220

5.3.5沸腾炉主要尺寸的确定221

5.3.6炉体及主要部件223

5.4电炉226

5.4.1概述226

5.4.2电阻炉227

5.4.3矿热电炉228

5.5铝电解槽235

5.5.1铝电解槽的构造235

5.5.2铝电解槽的施工238

5.5.3铝电解槽的演变238

5.5.4大型铝电解槽的优点239

5.6炉子热平衡计算240

5.6.1热收入计算241

5.6.2热支出计算241

5.6.3热平衡方程与热平衡表245

5.7冶金炉（窑）节能246

5.7.1冶金炉（窑）节能途径246

5.7.2冶金炉窑节能实例——高温烟气余热的合理利用247

5.8工业炉窑设计基本知识250

5.8.1炉窑设计基本要求250

5.8.2炉窑设计内容与一般步骤251

5.8.3投资费用概算与经济评价253

5.8.4计算机辅助设计（CAD）与优化设计254

习题参考答案257

附录260

附表1气体的基本常数260

附表2干空气的物理参数（101325Pa）260

附表3水的物性参数（饱和线的水）262

附表4烟气（？（CO2）＝13％，？（H2O）＝11％，？（N2）＝76％）的物理参数（101235Pa）264

附表5空气及煤气的饱和水蒸气含量（101325Pa）264

附表6局部阻力系数265

附表74-72型高效率中低压离心通风机性能规格（4-72-11-No.8C）269

附表8C4-73-11型离心通风机性能规格（C4-73-11No.306C）269

附表9各种不同材料在表面法线方向上的辐射黑度270

参考文献272