有色冶金炉

绪论

1流体力学基础

1.1流体力学基本概念

1.1.1流体的主要物理性质

1.1.2流体静压与静压头

1.1.3静止流体平衡方程

1.2流体运动若干基本概念

1.2.1定常流与不定常流

1.2.2迹线和流线

1.2.3流管与有效截面

1.2.4流量和平均流速

1.2.5层流与紊流

1.2.6边界层概念

1.2.7圆管的速度分布

1.3流体运动基本方程

1.3.1连续性方程-流动质量守恒

1.3.2理想流体运动微分方程-欧拉运动方程

1.3.3流体机械能守恒-伯努利方程

1.3.4伯努利方程的应用实例

1.3.5动量及动量矩方程

1.4流动阻力及管道系统阻力计算

1.4.1沿程阻力

1.4.2局部阻力

1.4.3几种特殊阻力

1.4.4减少流动系统阻力的途径

1.4.5管路与烟道计算

1.5压缩性气体流动

1.5.1压缩性气流的能量方程

1.5.2压缩性气体流动的连续方程

1.5.3压缩性气流中各参数的变化规律

1.5.4压缩性气体经喷管的流动

1.5.5压缩性气体的等温流动

1.6气流喷射流

1.6.1自由射流

1.6.2限制射流

1.6.3冲击射流

1.7供风排烟装置

1.7.1离心式风机

1.7.2烟囱

思考题与习题

2传热学基础

2.1稳态导热

2.1.1温度场

2.1.2温度梯度

2.1.3傅里叶导热定律

2.1.4单层平壁传热

2.1.5多层平壁导热

2.1.6中间温度

2.1.7单层圆筒壁导热

2.1.8多层圆筒壁导热

2.1.9多维导热

2.1.10数值解法中的有限差分法

2.2对流换热

2.2.1对流换热概述

2.2.2相似原理在对流换热中的应用

2.2.3流体在管内强制对流换热的经验公式

2.2.4流体横向绕流圆管的换热

2.2.5流体绕过管束时的换热

2.2.6自然对流换热

2.2.7液体沸腾时的换热

2.2.8蒸气凝结时的放热

2.3辐射换热

2.3.1辐射换热的基本概念

2.3.2辐射能的吸收、反射和透射

2.3.3热辐射的基本定律

2.3.4角系数

2.3.5物体表面间的辐射换热计算

2.3.6气体辐射

2.4稳态综合换热

2.4.1气体与壁面间的换热

2.4.2通过间壁的换热

2.4.3换热器的传热计算

2.4.4火焰炉内的综合换热

思考题与习题

3燃料及燃烧

3.1燃料的特性

3.1.1燃料的化学组成

3.1.2燃料发热量

3.2燃烧计算

3.2.1空气需要量、燃烧产物量及其成分的计算

3.2.2燃烧产物密度的计算

3.2.3空气消耗系数

3.2.4燃烧温度的计算

3.2.5理论燃烧温度的讨论

3.3燃料燃烧及燃烧装置

3.3.1煤气燃烧及燥气烧嘴

3.3.2重油燃烧及重油喷嘴

3.3.3重油掺水乳化燃烧法

3.3.4原煤燃烧及层状燃烧室

3.3.5粉煤燃烧及粉煤燃烧器

3.3.6水煤浆燃烧及沸腾燃烧技术

3.3.7蓄热式高温空气燃烧技术

3.4燃烧污染与防治

3.4.1烟尘的污染与防治

3.4.2硫氧化物(SO2)的污染与防治

3.4.3氮氧化物(NO2)的污染与防治

3.4.4碳氧化物(CO、CO2)的污染与防治

思考题与习题

4耐火材料

4.1概述

4.1.1耐火材料在冶金工业中的地位和作用

4.1.2冶金炉对耐火材料的要求

4.1.3耐火材料的分类

4.1.4耐火材料的一般生产过程

4.2耐火材料的组成和性质

4.2.1耐火材料的化学矿物组成

4.2.2耐火材料的物理性质

4.2.3耐火材料的工作性质

4.3常用块状耐火制品

4.3.1硅酸铝质耐火制品

4.3.2氧化硅质耐火制品

4.3.3碱性耐火制品

4.3.4含碳耐火材料

4.4不定形耐火材料

4.4.1耐火混凝土

4.4.2耐火泥

4.5特种耐火材料

4.5.1高温陶瓷材料

4.5.2金属陶瓷

4.6隔热耐火材料

4.6.1P低温隔热材料

4.6.2高温隔热材料

4.6.3耐火纤维

思考题与习题

5常用冶金炉

5.1竖炉

5.1.1概述

5.1.2炉内物料运动和气体运动

5.1.3料层内热交换

5.1.4炉例鼓风炉

5.2火焰炉

5.2.1回转窑

5.2.2反射炉

5.3沸腾炉

5.3.1概述

5.3.2沸腾床

5.3.3沸腾床内热交换

5.3.4沸腾炉单位生产率计算

5.3.5沸腾炉主要尺寸的确定

5.3.6炉体及主要部件

5.4电炉

5.4.1概述

5.4.2电阻炉

5.4.3矿热电炉

5.5铝电解槽

5.5.1铝电解槽的构造

5.5.2铝电解槽的施工

5.5.3铝电解槽的演变

5.5.4大型铝电解槽的优点

5.6炉子热平衡计算

5.6.1热收入计算

5.6.2热支出计算

5.6.3热平衡方程与热平衡表

5.7冶金炉(窑)节能

5.7.1冶金炉(窑)节能途径

5.7.2冶金炉窑节能实例高温烟气余热的合理利用

5.8工业炉窑设计基本知识

5.8.1炉窑设计基本要求

5.8.2炉窑设计内容与一般步骤

5.8.3投资费用概算与经济评价

5.8.4计算机辅助设计(CAD)与优化设计

习题参考答案

附录

附表1气体的基本常数

附表2干空气的物理参数(101325Pa)

附表3水的物性参数(饱和线的水)

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

附表5空气及煤气的饱和水蒸气含量(101325Pa)

附表6局部阻力系数

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)

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

附表9各种不同材料在表面法线方向上的辐射黑度

参考文献

　　为适应科技的进步和社会的发展，对原教材《有色冶金炉》(梅炽主编)进行了改编，结合有色冶金炉窑工艺特点，更加强调相关基础知识的链接，突出“节能减排”新工艺、新技术。该书对原有的一些概念、单位和标准进行了修订，对部分章节作了调整。第1章将“气体力学”改为“流体力学”，并增加了“动量及动量矩”一节；第2章增加了多维非稳态传热内容，对综合传热部分调整了次序；第3章对原稿中原煤燃烧及层状燃烧室的部分内容作了删减，增加了燃烧新技术介绍、燃烧污染与防治部分内容；第5章增加了铝电解槽的相关内容。可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。　　本书详细阐述了有色冶金炉的基础理论和各类冶金炉窑。基础理论部分主要讲述流体力学、传热学、燃料及燃烧、耐火材料等基础理论知识；炉窑专论部分重点介绍了回转窑、沸腾炉、鼓风炉、电阻炉、矿热电炉和铝电解槽等有色冶金中常用炉窑的基本结构、工作原理、热工特性和热工计算。除第5章外，各章均附有思考题和习题，便于读者掌握所学内容。　　本书可作为高等学校有色冶金和团矿专业本科生教材，也可供有关工程技术人员参考。