热工设备-章ppt课件.ppt
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1、无机非金属材料无机非金属材料热工设备热工设备 武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统“教教”的理念的理念:Comprehension(广泛的知识)(广泛的知识)Openness(开放的意识)(开放的意识)Clearness(清楚的概念)(清楚的概念)姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统“学学”的理念的理念:R3=Reading (广泛地阅读)Research (认真地探索)Requesting
2、(积极地提问)姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 There is no royal road in science.Only those who do not dread their fatigue climbing on its steep paths have a chance of getting its luminous summit.Karl Marx 在科学的道路上是没有平坦的大路可在科学的道路上是没有平坦的大路可走的,只有那些在崎岖小路的攀登上不畏走的,只有那些在崎岖小路的攀登上不畏劳苦的人们
3、才有可能到达光辉的顶点。劳苦的人们才有可能到达光辉的顶点。卡尔卡尔马克思马克思姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 路漫漫其修远兮,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!吾将上下而求索!屈原屈原姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 1 绪绪 论论 无机非金属材料无机非金属材料这个名称是从传统上的这个名称是从传统上的“陶瓷材料陶瓷材料”、“硅酸盐材料硅酸盐材料”逐渐演变而逐渐演变而来的。现在这个领域已经大大拓宽,参见教来的。现在这个领
4、域已经大大拓宽,参见教材的图材的图1.11.1。它与有机(高分子)材料、金属。它与有机(高分子)材料、金属材料并列为材料并列为三大基础材料三大基础材料。除了这三种基础。除了这三种基础材料以外,材料的另一个重要分支就是基于材料以外,材料的另一个重要分支就是基于这三大基础材料而发展迅速的这三大基础材料而发展迅速的复合材料复合材料。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 欧、美等国家习惯上仍用欧、美等国家习惯上仍用广义陶瓷广义陶瓷(Ceramics)的概念来表示我们所称谓)的概念来表示我们所称谓的无机非金属材料,它属于
5、无机材料的无机非金属材料,它属于无机材料(Inorganic Material)的范畴(在无机)的范畴(在无机材料中,由于金属材料为一个单独的材材料中,由于金属材料为一个单独的材料体系,于是有人干脆将料体系,于是有人干脆将“无机非金属材无机非金属材料料”简称为:简称为:无机材料无机材料)。)。图图1.1所表示所表示的就是的就是无机非金属材料的基础学科分支无机非金属材料的基础学科分支与其主要产品之间的相互关系与其主要产品之间的相互关系。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 绝大多数无非金属材料的制备与生产需绝大多
6、数无非金属材料的制备与生产需要要高温高温,而产生高温的根源是,而产生高温的根源是热量热量,因此无,因此无机非金属材料专业方向的本科教学就需要设机非金属材料专业方向的本科教学就需要设置与置与“热工热工”相关的课程。产生热量、利用相关的课程。产生热量、利用热量的设备叫做热量的设备叫做“热工设备热工设备”,热工设备的,热工设备的主要代表就是主要代表就是窑炉窑炉。它被形象地比拟为无机。它被形象地比拟为无机非金属材料生产时的非金属材料生产时的“心脏心脏”。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 窑炉窑炉是指这样一些是指这样
7、一些高温高温结构结构空间空间,在这些结构空间内,能够用在这些结构空间内,能够用加热加热方法,方法,按照工艺要求的烧成制度,使生料或生按照工艺要求的烧成制度,使生料或生坯经过一系列坯经过一系列物理物理、化学变化化学变化后成为产后成为产品或中间产品。品或中间产品。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 加热加热所需热量主要所需热量主要来自来自燃料燃料燃烧燃烧产生的产生的热热能能或或用用电电能产生的能产生的热热能。热工设备的先进能。热工设备的先进性主要体现在:在确保环保效益和社会效益性主要体现在:在确保环保效益和社会效
8、益的基础上,在保证稳定的产品质量及产量的的基础上,在保证稳定的产品质量及产量的前提下,具有最大的热效率,即最低热耗和前提下,具有最大的热效率,即最低热耗和最低电耗。最低电耗。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 窑炉窑炉只是材料制备的一个重要的中间工序只是材料制备的一个重要的中间工序设备,这个中间工序是材料的热制备工序(简设备,这个中间工序是材料的热制备工序(简称:烧制过程称:烧制过程 或或 烧成过程)。它的烧成过程)。它的前一个工前一个工序是序是原料的原料的前处理前处理,主要包括:原料的精选、,主要包括:原料
9、的精选、预均化、破碎、粉磨、混料(也叫:均化)以预均化、破碎、粉磨、混料(也叫:均化)以及坯体的成型等;它的及坯体的成型等;它的后一个工序是后一个工序是烧制品的烧制品的后处理后处理(例如,水泥熟料的粉磨;玻璃液的成(例如,水泥熟料的粉磨;玻璃液的成型、退火、深加工;普通陶瓷的装饰、烤花、型、退火、深加工;普通陶瓷的装饰、烤花、艺术加工;高科技产品的精细加工等),最后艺术加工;高科技产品的精细加工等),最后经过测试、检验、包装后的合格产品被投入市经过测试、检验、包装后的合格产品被投入市场、社会来寻找其用途。场、社会来寻找其用途。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负
10、的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 窑炉与材料的制备或生产密切相关。必须窑炉与材料的制备或生产密切相关。必须掌握有关热工设备的规律,以达到正确设计、掌握有关热工设备的规律,以达到正确设计、合理操作和制备稳定的优质产品之目的。这也合理操作和制备稳定的优质产品之目的。这也符合我国古人所阐述的:符合我国古人所阐述的:工欲善其事工欲善其事,必先利其器必先利其器这一哲理这一哲理。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1 1.1 无机非金属材料热工设备无机非金属材料热工设备 的内涵与共性的内涵与共性 各
11、种类型无机非金属材料热工设备的各种类型无机非金属材料热工设备的各种类型无机非金属材料热工设备的各种类型无机非金属材料热工设备的内涵内涵内涵内涵与与与与共性共性共性共性包括:包括:包括:包括:n n烧制过程的烧制过程的烧制过程的烧制过程的工艺过程工艺过程工艺过程工艺过程特点与特点与特点与特点与热工过程热工过程热工过程热工过程特点;特点;特点;特点;n n热平衡热平衡热平衡热平衡计算;计算;计算;计算;n n筑炉材料筑炉材料筑炉材料筑炉材料与窑炉的与窑炉的与窑炉的与窑炉的砌筑砌筑砌筑砌筑、窑炉的、窑炉的、窑炉的、窑炉的烘烤烘烤烘烤烘烤;n n燃烧设备燃烧设备燃烧设备燃烧设备以及热工设备的以及热工设
12、备的以及热工设备的以及热工设备的自动控制自动控制自动控制自动控制等。等。等。等。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.1 1.1.1 工艺过程的特点工艺过程的特点 无机非金属材料的热制备无机非金属材料的热制备方法分为两大类:方法分为两大类:n 一类是一类是普通烧制法普通烧制法;n 另一类是另一类是高技术制备法高技术制备法。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 前一类前一类,主要包括,主要包括固相烧结固相烧结、液相烧结液相烧
13、结和和熔化熔化;后一类后一类,尽管也涉及到固相烧结、液相烧,尽管也涉及到固相烧结、液相烧结或熔化,但所用方法却是高技术方法,一般用结或熔化,但所用方法却是高技术方法,一般用于小批量、高附加值的无机非金属材料产品的高于小批量、高附加值的无机非金属材料产品的高温制备。具体包括:温制备。具体包括:放电等离子体烧结放电等离子体烧结(简称:(简称:SPS技术)、技术)、微波烧结微波烧结、激光烧结激光烧结、热压烧结热压烧结和和热等静压制备热等静压制备(简称:(简称:HIP技术)、技术)、反应烧结反应烧结(尤其是(尤其是“自蔓延高温合成自蔓延高温合成”,简称:,简称:SHS技术)、技术)、活化烧结活化烧结与
14、与活化热压烧结活化热压烧结、真空烧结真空烧结与与气氛烧结气氛烧结、爆炸烧结爆炸烧结等。等。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 我们本课程的重点是放在工业规模我们本课程的重点是放在工业规模的热工设备上,因此以下将的热工设备上,因此以下将重点介绍重点介绍前前一类(即一类(即烧制方法烧制方法)。)。对于后一类(即高技术制备方法)对于后一类(即高技术制备方法)只作一般性简介。只作一般性简介。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 无机非
15、金属材料热制备工艺过程无机非金属材料热制备工艺过程的特点之一是:不管使用哪一种热制的特点之一是:不管使用哪一种热制备方法,如果除去原料的前处理和烧备方法,如果除去原料的前处理和烧制品的后处理阶段,则从生料或生坯制品的后处理阶段,则从生料或生坯变为产品或中间产品,大体上都要经变为产品或中间产品,大体上都要经过过预热预热、烧成烧成和和冷却冷却这三个阶段。参这三个阶段。参见教材的见教材的表表1.11.1。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.2 1.1.2 热工过程的特点热工过程的特点 应该记住:热工设备是为材
16、料应该记住:热工设备是为材料热制备过程服务的,因此无机非金热制备过程服务的,因此无机非金属材料热制备热工过程的特点之一属材料热制备热工过程的特点之一是:是:热工设备热工设备必须在设备结构和热必须在设备结构和热工制度上工制度上满足满足产品热制备产品热制备工艺工艺过程过程的的要求要求。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 于是,这样就有了两种类型的热工设备:于是,这样就有了两种类型的热工设备:间歇式间歇式(同一空间,不同时间域来满足(同一空间,不同时间域来满足不同阶段的工艺要求);不同阶段的工艺要求);连续式连续式
17、(同一时间,不同区域来满足不(同一时间,不同区域来满足不同阶段的工艺要求)。连续式热工设备的废同阶段的工艺要求)。连续式热工设备的废气余热可以被所利用。气余热可以被所利用。半连续式半连续式介于二者之间。介于二者之间。姜洪舟姜洪舟篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.31.1.3 热平衡计算热平衡计算n n 对于对于对于对于热工设备的热工设备的热工设备的热工设备的设计设计设计设计来说来说来说来说,热平衡结果可以,热平衡结果可以,热平衡结果可以,热平衡结果可以 计算出一个待确定的量。计算出一个待确定的量。计算出一个待确定
18、的量。计算出一个待确定的量。n n 对于对于对于对于热工设备的热工设备的热工设备的热工设备的测量测量测量测量来说来说来说来说,热平衡结果可以,热平衡结果可以,热平衡结果可以,热平衡结果可以 验证测试数据的可靠性。验证测试数据的可靠性。验证测试数据的可靠性。验证测试数据的可靠性。n n 对于对于对于对于热工设备热工设备热工设备热工设备操作操作操作操作、控制控制控制控制和和和和管理管理管理管理来说来说来说来说,热平衡结果,热平衡结果,热平衡结果,热平衡结果 可以知道在热工设备内热量分配是否合理,如果可以知道在热工设备内热量分配是否合理,如果可以知道在热工设备内热量分配是否合理,如果可以知道在热工设
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