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目录1

第一部分陶瓷窑炉热工过程分析1

第一章陶瓷窑炉热工过程概论1

1.1窑炉热工过程的实质2

1.2分析窑炉热工过程及性能的意义3

1.2.1节能与技术进步4

1.2.2技术预测4

1.2.3综合技术的应用5

1.3陶瓷窑炉中热工过程的相互联系6

第一章参考文献9

第二章陶瓷窑炉热工性能的评价指标10

2.1陶瓷窑炉的能量特性10

2.1.1能量特性10

2.1.2能量特性的表达11

2.2陶瓷窑炉热效率、单位燃耗、单位热耗及相互关系14

2.2.1热效率14

2.2.2热效率与单位燃耗间关系17

2.2.3热效率与单位热耗间关系18

2.3陶瓷窑炉热效率与燃烧效率、传热效率间关系20

2.3.1热效率与燃烧效率、传热效率间关系20

2.3.2不完全燃烧条件下的单位燃耗与单位热耗21

2.4陶瓷窑炉热工性能的评价22

2.4.1热工性能的评价指标22

2.4.2防止环境污染23

第二章参考文献24

第三章陶瓷窑炉中气体动力过程分析26

3.1陶瓷窑炉中热气体流动的特点26

3.1.1气体的压缩性与膨胀性27

3.1.2热气体的粘性32

3.1.3热气体运动的特点——浮力的作用34

3.2伯努利方程在陶瓷窑炉中的应用36

3.2.1气体的连续性方程式37

3.2.2伯努利方程在陶瓷窑炉中的应用38

3.2.3气体的动量方程式42

3.3隧道窑中气体运动的动力条件43

3.3.1气体流动的分析44

3.3.2阻力损失47

3.4隧道窑中气体流动对温度分布的影响49

3.4.1气体运动的纵向自然对流49

3.4.2组织气体顺、逆流动改变预热带压强分布51

3.4.3预热带窑道横断面的气体循环53

3.5.1气体流动的过程56

3.5倒焰窑中气体流动的特点56

3.5.2气体流动的特点58

3.5.3倒焰窑内压强分布及其变化60

第三章参考文献62

第四章陶瓷窑炉中燃烧过程分析63

4.1燃烧计算63

4.1.1燃烧计算的内容与意义64

4.1.2燃烧计算的基本公式65

4.2燃烧产物（烟气）量、二氧化碳量与空气过剩系数间关系71

4.2.1不完全燃烧的燃烧产物量71

4.2.2不完全燃烧产物组成及其生成量计算74

4.2.3空气过剩系数的计算式77

4.2.4燃烧产物中二氧化碳量与空气过剩系数间关系80

4.3空气过剩系数与烟气带走热量和不完全燃烧热损失间关系81

4.3.2化学不完全燃烧热损失的计算82

4.3.1空气过剩系数与烟气带走热量和化学不完全燃烧热损失间关系82

4.4燃烧效率与实际燃烧温度间关系85

4.4.1实际燃烧温度与燃烧效率间关系85

4.4.2量热计式燃烧温度与烟气带走热损失间关系85

4.5隧道窑顶烧与间歇式燃烧方法的特点86

4.5.1顶烧式隧道窑的燃烧特点86

4.5.2间歇式燃烧方法87

4.6煤气发生炉的气化效率及其对窑炉热效率的影响88

4.6.1煤气发生炉的气化效率88

4.6.2煤气发生炉气化效率与陶瓷窑炉热效率间关系91

4.7煤气组成变化对窑炉热工性能的影响92

4.7.1燃烧（助燃）用空气量的波动率92

4.7.2化学不完全燃烧热损失与烟气带走热损失的增量94

4.8配煤对燃烧过程的作用95

4.8.2配煤计算96

4.8.1配煤的依据96

4.8.3配煤的意义99

第四章参考文献100

第五章陶瓷窑炉传热过程分析101

5.1陶瓷窑炉传热过程的特点与计算101

5.1.1隧道窑内的对流传热102

5.1.2明焰隧道窑内的气体辐射传热104

5.1.3明焰隧道窑内的综合传热108

5.1.4隔焰隧道窑内的传热特点109

5.1.5间歇式窑炉内的传热特点110

5.2隧道窑各带传热效率对其热工性能的影响111

5.2.1隧道窑各带的传热效率111

5.2.2隧道窑的热效率与各带传热效率间的关系113

5.2.3普瓷隧道窑热效率剖析115

5.3.1保温材料的选定125

5.3窑体最佳保温条件的确定125

5.3.2保温材料的经济厚度与安全厚度126

5.3.3多层保温材料厚度的最佳组成方案127

第五章参考文献129

第六章陶瓷窑炉的热工性能分析131

6.1影响窑炉热工性能的因素131

6.1.1烟气的热损失率对热效率的影响132

6.1.2空气预热对隧道窑热工性能的影响134

6.1.3窑具与输送装置对隧道窑热工性能的影响134

6.1.4减少窑体散热损失136

6.1.5减少不完全燃烧热损失136

6.2匣钵质量对隧道窑热工性能的影响141

6.2.1隧道窑的热效率141

6.2.2匣钵质量对隧道窑热效率的影响143

6.3.1隧道窑的能量特性与数据整理146

6.3隧道窑最佳热工条件的确定146

6.3.2隧道窑的最佳热工条件147

6.4隧道窑预热带温差及其对隧道窑热工性能的影响150

6.4.1预热带的温差150

6.4.2预热带的温度分布不均匀性系数152

6.4.3减小温差以改进隧道窑热工性能155

6.5隧道窑中烧成带产品烧成的均匀性159

6.5.1不均匀性程度159

6.5.2不均匀性程度的确定160

6.5.3烧成不均匀性的改进161

6.6辊道窑与多通道隧道窑（多孔窑）的热工特点164

6.6.1辊道窑的热工特点164

6.6.2多通道隧道窑（多孔窑）的热工特点165

6.7.1倒焰窑的热工特点167

6.7间歇式窑炉的热工特点167

6.7.2梭式窑的热工特点168

6.7.3钟罩窑的热工特点170

6.7.4降低燃料消耗的途径172

第六章参考文献175

第二部分陶瓷窑炉热工过程的计算机模拟177

第七章陶瓷窑炉热工过程计算机模拟概论177

7.1陶瓷窑炉热工过程的研究方法177

7.1.1原型研究方法179

7.1.2相似模拟方法179

7.1.3比拟模拟方法180

7.1.4数字模拟方法（计算机模拟方法）181

7.2计算流体动力学、计算传热学及计算燃烧学183

7.2.1计算流体动力学183

7.2.2计算传热学185

7.2.3计算燃烧学186

7.3陶瓷窑炉热工过程的数学模型及计算机模拟方法187

第七章参考文献189

第八章陶瓷窑炉流体动力过程的计算机模拟192

8.1流体动力过程基本方程193

8.2隧道窑料垛中气体动力过程的计算机模拟197

8.2.1隧道窑方柱形料垛无漏风等温气体动力过程的模拟198

8.2.2隧道窑方柱形料垛有漏风等温气体动力过程的模拟201

82.3隧道窑方柱形料垛非等温气体动力过程的模拟201

8.2.4隧道窑方柱形料垛气体动力过程模拟实例203

8.2.5隧道窑圆柱形料垛气体动力过程的模拟208

8.3隧道窑压强曲线的计算机模拟212

8.3.1隧道窑窑车接缝及沙封漏气量的模拟213

8.3.2隧道窑内气体流量平衡方程式218

8.3.3日用陶瓷隧道窑中压强曲线及漏风量的模拟实例219

8.4湍流流动过程的模拟228

8.4.1应用于湍流的流体动力学基本方程的时均形式230

8.4.2零方程模型234

8.4.3单方程模型237

8.4.4双方程模型240

8.4.5k-ε双方程湍流模型的应用实例243

第八章参考文献251

第九章陶瓷窑炉传热过程的计算机模拟251

9.1传热过程基本方程251

9.1.1导热方程253

9.1.2对流放热方程254

9.1.3辐射传热方程257

9.2窑体散热过程的计算机模拟257

9.2.1一维稳态散热模型258

9.2.2二维稳态散热模型261

9.3窑内制品传热过程的计算机模拟266

9.3.1圆柱形料垛传热过程的计算机模拟266

9.3.2方柱形料垛传热过程的计算机模拟281

9.4窑内空间传热过程的计算机模拟283

9.4.1气体与固体表面间的对流放热283

9.4.2气体与固体表面间的辐射传热285

9.4.3隧道窑预热带空间传热过程的计算机模拟287

9.5隧道窑窑车蓄热过程的计算机模拟289

9.5.1陶瓷隧道窑窑车衬料优选问题292

9.5.2空心砖在隧道窑窑车上的应用296

9.5.3隧道窑窑车循环使用的计算机模拟302

第九章参考文献304

第十章陶瓷窑炉燃烧过程及气化过程的计算机模拟306

10.1.1燃烧计算基本公式307

10.1燃烧过程基本方程307

10.1.2化学动力学基本方程308

10.1.3化学平衡基本方程308

10.1.4热化学定律309

10.1.5流体动力过程基本方程309

10.1.6传热过程基本方程309

10.1.7传质过程基本方程309

10.2理论燃烧温度的计算310

10.2.1方程及约束条件311

10.2.2变量数目312

10.2.3参数数目313

10.2.4设定变量数目313

10.2.5求解步骤313

10.3.1单相湍流扩散燃烧模型320

10.3气体燃料燃烧过程的计算机模拟320

10.3.2三种燃烧模型模拟结果的比较323

10.3.3小结328

10.4液体燃料燃烧过程的计算机模拟330

10.5煤气发生炉气化过程的计算机模拟334

10.5.1简化假设及基本方程335

10.5.2数学模型的建立338

10.5.3有关气化过程参数的测定350

10.5.4计算机模拟结果及讨论355

10.5.5小结364

第十章参考文献365

第十一章陶瓷窑炉综合计算机模拟367

11.1明焰窑车式隧道窑热耗综合模拟368

11.1.1问题的提出368

11.1.2简化假设369

11.1.3数学模型的单元划分及计算基准370

11.1.4数学模型的基本方程（MHT方程）370

11.1.5数学模型中各项具体计算方法371

11.1.6计算机程序框图378

11.1.7模拟方案的选择及原始数据380

11.1.8计算机模拟结果及讨论381

11.2隔焰窑车式隧道窑的传热综合模拟389

11.2.1问题的提出390

11.2.2数学模型的简化假设391

11.2.3隔焰隧道窑窑内传热数学模型的构成392

11.2.4窑内辐射传热子模型392

11.2.5棚板中的二维非稳态导热子模型398

11.2.8模拟对象及模拟方案的确定402

11.2.7计算机程序框图402

11.2.6制品及窑车的一维非稳态导热子模型402

11.2.9计算机模拟结果与实测数据的比较406

11.2.10计算机模拟结果及分析407

11.3辊道窑最优控制的数学模型409

11.3.1最优控制技术的发展411

11.3.2最优控制数学模型的一般形式412

11.3.3最优控制研究对象的描述413

11.3.4烧成质量约束条件的确定414

11.3.5陶瓷辊道窑最优控制数学模型的建立417

第十一章参考文献427

附录Ⅰ气体定压平均比热容430

附录Ⅱ固体平均比热容430

附录Ⅲ固体导热系数431

附录参考文献434