文档介绍：热工基础第一章气体力学原理目前大部分冶金炉( 除电炉外) 热能的主要来源是靠燃烧燃料来供给的. 燃料燃烧需要供入炉内大量空气, 并在炉内产生大量的炉气. 高温的炉气是传热的介质, 当它将大部分热能传给被加热的物料以后就从炉内排出. 如果排出的炉气温度较高, 还可用废热回收装置再收回部分热能然后再经过排气装置排入大气. 因此, 根据炉子的生产要求正确地向炉内供气, 合理地组织炉内气体运动, 根据炉子生产的需要及时地将炉内产生的炉气排出, 是组织好炉子生产的极重要环节. 气体在炉内的流动, 根据流动产生的原因不同, 可分为两种: 一种叫自由流动, 一种叫强制流动. 炉内气体的运动, 对炉子的产量, 产品质量, 生产成本, 炉子寿命, 安全操作等方面都有直接影响. 自由流动: 由于温度不同所引起各部分气体密度差而产生的. 如室内空气的流动. 强制流动: 由于外界的机械作用而引起的气体流动. 如鼓风机鼓风产生的压力差. 引起自由和强制流动的许多原因合在一起, 就决定了炉内气体流动的性质. 气体的主要物理性质和气体平衡方程式 气体的主要物理性能一切物体都是由许多永不停止的作无规则运动的微粒——" 分子"所组成. 分子的无规则运动与温度密切相关, 因此, 称为分子的热运动. 分子间的空隙不同, 则分子间的作用力和分子热运动的情况不同,各种物体的性质也不同. 气体与液体的共同性: 由于液体和气体具有流动性, 因而它们能将自身重力和所受的外力按原来的大小向各个方向传递. 液体和气体, 由于分子间的空隙比固体大, 它们都不能保持一定的形状, 因而具有固体所没有的一种性质——流动性. 因此, 常将液体和气体称为流体. 气体和液体的不同特性:⑴在一般情况下, 液体的体积和密度随温度和压力的变化量很小, 所以, 常认为液体是不可压缩性流体( 或称非弹性流体); 气体的体积和密度通常随温度和压力的变化较大, 所以, 常认为气体是可压缩性流体( 或称弹性流体). 在研究气体运动时, 应注意: 气体的体积和密度随温度和压力的变化, 此为气体区别于液体的一个显著特性.⑵液体的密度较大( 如每 m3 水的质量为 1000 千克), 所以液体在流动过程中基本不受周围大气的影响; 气体的密度较小( 如每 m3 烟气的质量为 千克), 而且与空气的密度相近(每m3 空气的质量为 3 千克), 所以气体在流动过程中受周围大气的影响. 在研究气体运动时, 应考虑其与大气的相互关系, 此为气体区别于液体的又一个显著特性. 在研究气体运动时常遇到气体的温度, 压力, 体积, 密度等一些物理参数, 这说明通过这些物理参数的变化反映了气体物理性质常随气体的存在状态而变化. 因此, 要了解气体的性质, 必须了解这些参数的物理意义及其影响因素. 气体的几个物理参数:⑴气体的温度气体的温度常用各种仪表来测量. 要测出气体的温度, 首先必须确定温标. 所谓温标是指衡量温度高低的标尺, 它规定了温度的起点( 零点) 和测量温度的单位. 目前国际上常用的温标有摄氏温标和绝对温标两种: a, 摄氏温标: 又名百度温标, 是我国使用最广泛的一种温标. 规定: 在标准大气压下(760mmHg), 把纯水的冰点定为零度, 沸点定为 100 度, 在冰点与沸点之间等分为 100 个分格,每一格的刻度就是摄氏温度 1度, 用符号 t 表示, 其单位符号为℃. 本书都采取摄氏温度(℃), 作为温度的单位. b, 绝对温标: 即热力学温标, 又名开尔文温标, 用符号 T表示, 单位符号为 K. 规定: 以气体分子热运动平均动能超于零的温度为起点, 定为 0 K, 井以水的三相点温度为基本定点, 定为 , 于是 1K 就是水三相点热力学温度的. 绝对温标lK 与摄氏温标l℃的间隔是完全相同的. 在一个标准大气压下, 纯水冰点的热力学温度为 , 它比水的三相点热力学温度低 K, 水的沸点为 . 绝对温标与摄氏温标的关系: K=+ tK 在不需要精确计算的情况下, 可以近似地认为: T=273+t K 气体在运动过程中有温度变化时, 气体的平均温度常取为气体的始端温度 t1 和终端温度 t2 的算术平均值,即: ⑵气体的压力 a, 定义: 由于气体自身的重力作用和气体内部的分子运动作用, 气体内部都具有一定的对外作用力, 这个力称为气体的压力. 气体压力是气体的一种内力, 表示气体对外作用力大小的一个物理参数. b, 压力的单位在工程单位制即米制中, 气体的压力大小有以下三种表示方法: ①以单位面积上所受的作用力来表示, 例如: 公斤/cm2(kgf/cm2) 或公斤/m2(kgf/m2). 物理学上常把单位面