热处理炉02气体力学.ppt

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College of Materials Science and Engineering
第二章 气体力学
授课人：杨晓敏
教学提示
教学要求
：各种热处理炉，特别是可控气氛炉和燃料炉，都涉及炉气运动。炉气运动对炉内传热、炉温均匀性等都有很大的影响，因此设计和使用热处理炉的主要任务之一是合理引导炉内气体运动。
第二章 气体力学
：掌握炉气的压头概念及其分布特点、规律及在热处理炉上的应用；掌握流动气体性质、能量转换、伯努利方程及其在热处理炉上的应用。了解炉气力学在电阻炉、燃料炉中的利用。
§ 气体静力学
§ 气体动力学及伯努利方程
[教学内容]
[一般要求]
炉气在运动中的能量损失
[重点掌握]
炉气静力学在热处理炉上应用
烟囱的抽气原理
2. 连续性方程
3. 伯努利方程
第二章 气体力学
1、密度
例：在标准状态下（0℃，×105），1m3的烟气中含有
a(CO2)=12%，a(O2)=7%，a(N2)=81%，求其密度。
各种气体在标准状态下的密度（kg/m3）
名称
密度
名称
密度
空气

一氧化碳

水蒸气

二氧化碳

二氧化硫

氮气

氢气

氧气

§2－1 气体静力学
一、静止气体的能量
2、气体的压力和压力能
气体压力：气体作用在容器单位面积上的力称为气体压力。单位为Pa
绝对压力：气体压力若从绝对零点(绝对真空)算起，则称为绝对压力，以P表示。
相对压力：气体压力若以大气压力为计算起点，即同一水平面上容器内气体的绝对压力P与大气压力Pa之差，称为相对压力。
§2－1 气体静力学
§2－1 气体静力学
图1 表压力的测量
＞0
＜0
=0
炉子操作往往用正压或负压的概念。例如：炉子压力具有＋5mmH2O，即炉内气体压力比大气压高5mmH2O，称之为正压操作。如炉子压力具有－3mmH2O，则表示炉内气体压力比大气压力低3mmH2O，称之为负压操作。
§2－1 气体静力学
§2－1 气体静力学
气体压力是气体分子储存能量大小的一种表现形式.
图3 气体推动活塞作功
压力能(静压能)：
§2－1 气体静力学
在距基准面高度为z，体积为dV的静止气体所具有的位能：
2、气体的位能
压力能和位能关系？
静止气体的平衡方程
气体处于静止状态，受力必平衡，z轴方向的平衡方程式为：
p+ρgz=常数
流体静力学基本方程式
它表征在重力场中不可压缩流体的压力分布规律，可近似地应用于一般炉内气体。
图4 平衡气体的受力情况
静止气体平衡方程式和静力学基本方程式的意义是什么？