2.1窯爐系統內的氣體流動
【掌握內容】
（1）氣體從小孔中流出和吸入窯爐時流量的計算
（2）氣體通過爐門的流出和吸入窯爐時流量的計算
（3）分散垂直氣流法則的內容
【理解內容】
利用伯努力方程分析小孔或爐門溢氣
【了解內容】
利用伯努力方程驗證分散垂直氣流法則
【教學重點】
小孔、爐門溢氣計算
【教學難點】
伯努方程的分析應用
分析矽酸鹽工業生產的例項，強調基礎理論的應用，講解計算方法。
【建議學時】2學時
2.1.1不可壓縮氣體的流動
2.1.1.1氣體流出和吸入窯爐
1、氣體通過小孔的流出和流入
如圖，容器中的低壓氣體的壓強為p，密度為，容器壁上有乙個出口面積為f的小孔或噴嘴，外界大氣壓為pa，在壓差p-pa的推動下，氣體從小孔流出。
氣體流出時，靜壓能轉變為動壓頭，在流出氣體的慣性作用下，氣流發生收縮，在ⅱ截面處形成乙個最小截面，這種現象稱為縮流。
縮流係數：
列出容器內任一截面ⅰ及小孔外流股最小截面ⅱ的伯努力方程：
因z1=z2.，，所以；因f1>>f2，w1<即：
令速度係數
則； 通過小孔截面流出的氣體體積流量為：
通過小孔截面吸入的氣體體積流量為：
縮流係數、速度係數和流量係數的值由實驗確定，可查表。
2、氣體通過爐門的流出和吸入
分析：氣體通過爐門流出和吸入量的計算原理與孔口相似，但孔口的直徑較小，在計算時認為沿小孔整個高度上氣體的靜壓強不變，而爐門有一定的高度，在計算時要考慮爐門高度上靜壓強變化對氣體流出和吸入量的影響。
流入、流出爐門的氣體量及流速：
或利用下面公式計算：
式中 f—爐門截面積，m2，z0—爐門中心線至零壓面的距離，m、
【例題】耐火材料倒焰窯的爐門高為1.8m，寬為0.9m，爐內熱煙氣平均溫度為1400℃，煙氣的標況密度為1.
32kg/m3，外界空氣密度為1.22kg/m3。已知爐底面的表強為－6pa，求當爐門開啟時，通過爐門的小時溢氣量。
(設流量係數為0.7)
【解】煙氣密度：
求爐門溢氣，必須先求出零壓面，零壓面以上為正壓，熱氣溢位，零壓面以下為負壓，冷空氣吸入。
設零壓面在窯底上方x處，以窯底為基準面，列窯底1－1面與零壓面的靜力學方程：
零壓面以上1.2m的爐門溢氣，面積形心（a點）的靜壓強為：
零壓面以下0.6的爐門吸入冷空氣，面積形心（b點）的靜壓強為：
零壓面上方爐門溢氣量為：
零壓面下方爐門吸入冷空氣量為：
2.1.1.2、分散垂直氣流法則
在窯爐中，當一股氣流在垂直通道中被分割成多股平行小氣流時，叫分散垂直氣流。如玻璃窯中氣體通過蓄熱室格仔體；水泥立窯中氣體通過物料；倒焰窯中煙氣通過製品等。
分散垂直氣流法則：當熱氣體流過通道被冷卻時，應自上而下流動；當冷氣體流過通道被加熱時，應自下而上流動。氣體在各通道中分布均勻，否則分布不均勻。
證明：假定氣體在垂直通道中自上而下流動，至1截面分成兩股，在2截面處又匯合成一股，如圖：以1－1截面為基準面，列出1－1、2－2截面的伯努力方程：
a通道：
因為hg1,a=0，hk1,a=hk2,a，方程簡化為：
b通道：
要使溫度在a、b通道內均勻分布，必須使a、b通道兩端的靜壓差相等，即：
在a、b通道內溫度均勻分布的條件是：
當hg<<∑hl時，即幾何壓頭對於氣流溫度分布的影響可以忽略不計時，溫度在a、b通道內的分布將與氣流方向無關，主要決定於兩通道內的阻力損失，當兩通道的阻力損失相等時，溫度在a、b通道內就能均勻分布。
當∑hl<若熱氣體自上而下經過a、b通道，當ta，hg2,a若熱氣體自下而上經過通道時，幾何壓頭是推動力，溫度越高，幾何壓頭越大，推動力大，氣體流量越大a通道溫度低，流量越來越小，溫度越來越低，造成惡性迴圈。
可見熱氣體被冷卻時，採用自上而下的流動方式時，流量（溫度）在各通道中會自動分布均勻。
同理可證明，冷氣體被加熱時，採用自下而上流動時會自動分布均勻，相反的流動方向分布不會均勻。
2.1.2可壓縮氣體的流動（自學）
第七章矽和矽酸鹽工業
第七章碳族元素無機非金屬材料 第一節碳族元素 一 碳族元素 1.碳族元素位於週期表中包括 名稱和元素符號 2.原子結構特點 3.成鍵特點 4.性質特點 碳族元素在週期表中從上到下，元素的原子半徑逐漸 失電子能力逐漸 得電子能力逐漸 非金屬性向金屬性遞變的趨勢很明顯。在碳族元素的單質中，碳是非金屬 外...
高中化學知識點矽和矽酸鹽工業
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