《加熱爐》課程教學(xué)大綱

加熱爐課程代碼：1012007總學(xué)時(shí)：40（講課34學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)６學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理開課對(duì)象：材料成型與控制工程專業(yè)一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)1、性質(zhì)：本課程是材料成型與控制工程本科專業(yè)必修的專業(yè)課，也是材料熱加工的重要基礎(chǔ)理論之一。2、任務(wù)：本課程主要闡述燃料的燃燒、氣體力學(xué)、傳熱原理、金屬加熱工藝。研究加熱過程中實(shí)際的動(dòng)量、熱量的傳輸和平衡問題和金屬的加熱工藝。3、目的：使學(xué)生掌握燃料燃燒、動(dòng)量傳輸（流體動(dòng)力學(xué)）、熱量傳輸（傳熱學(xué)）方面的基本概念、基本理論和分析研究方法，初步具備應(yīng)用所學(xué)理論分析實(shí)際問題的能力和熱工計(jì)算的能力；了解各種加熱爐結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，能夠提出節(jié)能降耗以及提高爐子壽命的基本方法和措施。二、教學(xué)基本內(nèi)容與基本要求1、燃料及燃燒熟練掌握燃燒計(jì)算、燃料燃燒的基本過程；了解各種燒嘴的基本結(jié)構(gòu)，固、液、氣體燃料的主要特點(diǎn)；熟練掌握提高燃燒溫度、強(qiáng)度的主要方法。2、氣體力學(xué)熟練掌握流體的伯努里方程，掌握雷諾數(shù)、層流、紊流、粘度、邊界層、射流的概念，能應(yīng)用相關(guān)理論進(jìn)行煙氣流速、管道阻力損失、煙囪高度的計(jì)算，并選擇合適的風(fēng)機(jī)。3、傳熱原理熟練掌握傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱、輻射傳熱、導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流給熱系數(shù)、輻射系數(shù)、黑度的基本概念，熟練掌握一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本定律和熱輻射基本定律，進(jìn)行溫度、熱流密度的計(jì)算，掌握對(duì)流換熱的經(jīng)驗(yàn)公式，掌握提高換熱效率的方法和措施。了解二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的數(shù)值解法、相似原理和不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。4、金屬加熱工藝了解加熱的目的、金屬加熱溫度、加熱速度與金屬自身性質(zhì)之間的聯(lián)系；掌握導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、導(dǎo)溫系數(shù)、熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力的基本概念；熟練掌握金屬在加熱過程中可能產(chǎn)生的缺陷（如氧化、鋼的脫碳、鋼的過熱、過燒），以及減輕缺陷的方法和措施、金屬的三種加熱制度（一段式、二段式、三段式）。5、加熱爐的生產(chǎn)率和熱效率掌握爐子生產(chǎn)率、爐底強(qiáng)度、熱平衡、單位燃料消耗量、爐子的熱效率的基本概念；掌握熱平衡表的制作方法；熟練掌握提高爐子熱效率降低燃耗的途徑。6、耐火材料掌握耐火材料的主要分類方法，以及耐火材料的主要性能（耐火度、密度、氣孔率、荷重軟化點(diǎn)、酸堿性、穩(wěn)定性）；熟練掌握粘土磚、高鋁磚、鎂磚的性能和適用范圍；了解其它耐火材料（耐火混凝土、碳磚絕熱耐火材料等）的性能和用途。7、加熱爐基本結(jié)構(gòu)掌握加熱爐系統(tǒng)的組成、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)換熱器的主要類型和特點(diǎn)；熟練掌握爐膛結(jié)構(gòu)。８、各種爐型簡介掌握連續(xù)加熱爐的分類、結(jié)構(gòu)、用途、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)；了解其它爐型三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)（☆）難點(diǎn)（△）學(xué)時(shí)安排備注一、燃料及燃燒6燃料的一般性質(zhì)B燃燒計(jì)算A☆二、氣體力學(xué)7氣體及其物理性質(zhì)A☆氣體靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)A☆△氣體流動(dòng)時(shí)的壓頭損失B△氣體的流傳與射流B△煙囪與風(fēng)機(jī)B☆△三、傳熱原理6穩(wěn)態(tài)傳導(dǎo)傳熱A☆對(duì)流換熱B△輻射換熱B△綜合傳熱B△不穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱C△四、金屬加熱工藝3金屬的物理和機(jī)械性能B金屬的加熱缺陷A☆金屬的加熱溫度和加熱速度C△金屬的加熱制度和加熱時(shí)間B金屬的冷卻C五、加熱爐的生產(chǎn)率和熱效率3加熱爐的生產(chǎn)率B爐膛熱交換的分析A☆△爐子熱平衡A☆△加熱爐的燃耗和熱效率A☆六、耐火材料3耐火材料的性能B常用耐火材料A☆散裝耐火材料C輕質(zhì)耐火材料及絕熱材料C七、加熱爐基本結(jié)構(gòu)2爐膛和鋼結(jié)構(gòu)A加熱爐的冷卻系統(tǒng)C余熱利用設(shè)備C八、各種爐型簡介4連續(xù)加熱爐A均熱爐C鍛造室狀爐C熱處理爐C電加熱爐C（教學(xué)要求：A－熟練掌握；B－掌握；C－了解）四、建議實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)時(shí)分配雷諾數(shù)測(cè)定2導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定2耐火度測(cè)定2五、教學(xué)方法與教學(xué)手段采用常規(guī)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的課堂教學(xué)方法，每章配以一定數(shù)量的習(xí)題，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。六、建議教材與參考書目1、加熱爐.蔡喬方主編.冶金工業(yè)出版社.2005.12、冶金傳輸原理基礎(chǔ).沈頤身主編.冶金出版社2000.13、材料加工冶金傳輸原理.吳樹森主編，機(jī)械工業(yè)出版社.2002.5七、大綱編寫的依據(jù)與說明本