建筑热工复习要点

第一篇：建筑热工复习要点

建筑热工学复习要点

第1．1章建筑室内外热环境

一、室内热环境要素及其对人体热舒适的影响

室内热环境是指室内空气温度、空气湿度、气流速度及环境辐射温度等因素综合组成的一种热物理环境。

影响人体热舒适的六个因素：人体所处的运动状态、人体的衣着状态、室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度。

满足热舒适的必要条件和充分条件：Δq=0；人体与环境换热处于合适范围。

二、室内环境的评价方法和标准

有效温度、热应力指数、预测热感指数PMV（房格尔，6个参数，7个等级）

三、建筑室外热环境（气候）

室外热环境是指作用在外围护结构上的由太阳辐射、室外气温、空气湿度、风、降水等因素综合构成的一种热环境。

太阳辐射（0.3-3um）属短波辐射，包括直射辐射和散射辐射。影响辐射照度的因素有太阳高度角、大气质量、海拔高度以及地理纬度。

四、建筑热工设计分区

我国各地气候分为五个气候分区，分区指标（最热月、冷月平均气温）和建筑设计要求。

五、城市气候和热岛效应

城市气候的成因：特殊的下垫面、人为热、空气污染。

第1．2章建筑的传热和传湿

一、传热方式——导热、对流和辐射

导热系数：是表征材料导热能力大小的物理量。它的物理意义是，1m厚的材料的两侧温度相差1℃时，单位时间内通过单位面积所传导的热量。

影响导热系数的因素：材质（矿棉、轻混凝土、砖墙等），随密度、湿度、温度增大而增大。

物体按其辐射特性分为黑体、灰体和选择性辐射体（非灰体如玻璃）三大类。物体对短波辐射的反射，颜色起主导作用；但对长波辐射，材性（是否导体）起主导作用。物体对太阳辐射的吸收系数（红砖>水泥>灰色水刷石>白色大理石墙面）

二、外围护结构的传热过程

表面吸热——结构导热——表面放热三个阶段。

表面换热：热量在围护结构的内表面和室内空间或在外表面和室外空间进行传递的现象。

表面换热系数和换热阻：αi=8.7，Ri=0.11；αe=23，Re=0.04（冬）；αe=19，Re=0.05（夏）

三、平壁的稳定传热

具有稳定温度场的传热过程叫做稳定传热。温度场随时间变化的传热过程叫做不稳定传热。

热阻：是热流通过平壁时所受到的阻力，是平壁抵抗热流通过的能力。计算公式为 R= d/λ，增大平壁层导热热阻的方法：壁层的厚度增加、选择导热系数较小的材料。

围护结构的传热系数：表示围护结构两侧空气温差为1℃，单位时间内通过1m2面积传递的热量。单位是W/(m2·K)。数值上等于围护结构传热阻的倒数。K0=1/R0

封闭空气间层，传热主要是辐射换热（占70%，在间层内高温侧贴铝箔并将间层置于平壁低温侧），其热阻与间层厚度不成比例增长，间层厚度超过4cm，热阻不再增加。

稳定传热的特点：通过平壁内各点的热流强度相等，各材料层内的温度分布为一条直线。

围护结构总热阻，RRRRR；多层平壁各界面层的内表面温度，jag0ie

j

mtiRiRj

j1m

1R0(tite)

四、周期性不稳定传热

半无限厚平壁周期性传热的特征：空气温度、表面温度、内部温度是同周期谐波；温度波的衰减；温度波的相位延迟。

谐波作用下材料和围护结构的热特性指标：材料的蓄热系数（S=Aq/Aef）、热惰性指标（D= Aq/Aif =RS）

蓄热系数越大，材料的热稳定性越好，材料表面的温度波幅就小；反之亦然。材料蓄热系数的大小取决于导热系数λ、比热容c、密度ρ以及热流波动的周期T。空气层S=0。

热惰性指标的大小也能够很好地表明围护结构内部温度波幅衰减的快慢程度。空气层D=0。

温度波的振幅衰减倍数和相位延迟，ν0 =Ae / Aif,e

五、建筑传湿

湿空气的物理性质，绝对湿度（随温度而增加）、相对湿度（随温度而减小）、露点温度。

在湿空气的压力和含湿量保持不变的情况下冷却空气，未饱和湿空气成为饱和湿空气时所对应的温度叫湿空气的露点温度，用td表示。

围护结构的蒸汽渗透与计算

蒸汽渗透系数： l m厚的物体，两侧水蒸气分压力差为1 Pa，单位时间内通过l m2面积渗透的水蒸气量。它与材料的密实程度、温度和相对湿度有关。蒸汽渗透阻：H = d / μ

第1．3章建筑保温

一、建筑保温的途径

建筑保温的原则和途径（建筑体形、建筑保温和供热性能、建筑朝向与间距、建筑的密闭性、避免潮湿防止冷凝）

对采暖地区的建筑，外表面尽量避免过多的凹凸，居住建筑的体形系数宜控制在0.30及0.30以下；若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。公共建筑的体形系数应小于或等于0.40。

二、围护结构的保温设计

围护结构保温设计的主要指标：传热阻R0或传热系数K0

最小传热阻R0,min，采暖建筑围护结构保温性能满足的基本要求，计算公式

R0,min=(ti – te)n Ri / [Δt]

围护结构冬季室外计算温度te，由围护结构的热惰性D（四种类型）决定；

冬季室内计算温度ti，一般居住建筑取18℃，高级居住建筑取20℃；

围护结构外表面不直接与室外空气接触需温差修正（如不采暖楼梯间的隔墙）；

室内空气与围护结构内表面之间的允许温差，根据房间性质及结构类型取值（办公、居住建筑为6℃）。对有热稳定性要求的轻质外墙R0,min必须进行附加修正。

采暖区居住建筑节能设计标准：规定性指标如各部分围护结构的传热系数限值；综合性指标如建筑物采暖耗热量指标（室内计算温度取16℃）。

三、围护结构保温构造方案

自保温构造、复合保温构造、轻质保温构造。

外保温复合构造的优越性：结构耐久性提高；房间热稳定性好；防止内部冷凝；减少热

桥传热；利于旧房改造；但对外饰面的处理要求高。

空调建筑围护结构内侧保温材料使用规定：间歇房宜采用轻质材料，连续使用房间采用重质材料。

四、外窗、外门、地面、热桥和外转角等传热异常部位的保温设计

外窗——《民用建筑节能设计标准》规定采暖居住建筑窗墙面积比应符合以下要求： 北

向不应大于0.25；东、西向不应大于0.30；南向不应大于0.35。居住建筑的外窗气密性等级，在1～6层建筑中，不低于国家标准规定的3级水平（单位缝长空气渗透量≤2.5m3/mh）；在7～30层建筑中，不应低于标准规定的4级水平（单位缝长空气渗透量≤1.5m3/mh）。

提高外窗保温能力的措施：选用木材、塑料、复合型窗框或断热型铝合金窗框；双层窗、双玻窗、Low-e中空玻璃窗；增加气密性，减少冷风渗透。

外门——在采暖期室外平均温度为－0.1～－6℃的地区，楼梯间不采暖时，应采取保温

措施；在－6℃以下地区，楼梯间应采暖，人口处应设置门斗等避风设施。

地面——地板面层材料的热工性能用其吸热指数B描述。采暖地区，应对建筑物外墙附

近地面采取局部保温措施，外墙内侧2 m范围内铺设保温层。

热桥——指容易传热的构件或部分，如外墙中的钢或钢筋混凝土骨架、圈梁、板材中的肋等。

转角——外墙角低温的影响带大约是墙厚d的1.5～2.0倍。

五、围护结构受潮的防止和控制措施

围护结构内表面结露的判断：内表面温度是否低于露点温度。

围护结构内部冷凝的检验：围护结构内部各处温度是否低于露点温度、水蒸汽分压力是否高于该处饱和蒸汽压力。可由结构内部水蒸汽P线与Ps线是否相交来判断。

围护结构受潮的防治和控制措施

表面冷凝，正常房间（满足保温设计、内表面气流通畅、内表面蓄热要求）；

高湿房间（设防水层、间歇房使用吸湿饰面材料、增设吊顶与通风）。

内部冷凝，材料层布置为“进难出易”；蒸气流入的高温侧设置隔气层（采暖房隔气

层应布置在保温层的内侧）；设置通风间层或泄气沟道；冷侧设置密闭空

气间层。

第1．4章建筑防热和通风

一、建筑过热原因和防热途径

建筑防热途径：减弱室外热作用、结构隔热和散热、窗口遮阳、组织自然通风、减少室内余热。

二、围护结构隔热设计

室外综合温度：是将室外气温和太阳辐射对外围护结构的作用综合而成的一个假想的室

外气象参数。计算公式为tsa=te+I ρs/αe，隔热设计时，室外热作用应选

择室外综合温度。

tsa呈周期性波动，与气象参数（室外气温、太阳辐射）、结构朝向、外

表面材料性质相关。

隔热设计标准：在自然通风情况下，建筑物屋顶和东西外墙的内表面最高温度不高于夏

季室外计算温度的最高值，θi,max ≤ te,max

三、围护结构隔热措施与效果

隔热的重点依次是屋顶、西墙、东墙、南墙、北墙。

屋顶隔热措施：浅色外表面；结构增加热惰性材料；通风屋顶；蓄水屋顶；种植屋顶。外墙隔热措施：外表面采用浅色饰面；增加墙体隔热性能；垂直绿化遮阳；通风墙。

四、房间的自然通风

形成自然通风的动力因素： 热压通风、风压通风和综合作用通风。

建筑朝向、间距和建筑群布局与自然通风的关系；

房间的纵轴宜尽量垂直于夏季主导风向，主要房间应布置在夏季的迎风面。影响涡流区长度的主要因素是房屋空间尺寸以及风向投射角。

从通风效果来看，错列式和斜列式较并列式和周边式为好。

房间的平剖面设计对自然通风的影响；

房间的开口位置、面积、开启方式及通风构造的设置。

室内形成穿堂风，开口位置和面积设置适当，保证室内气流分布均匀，气流通过人们经常活动的区域。

第1．5章建筑日照与遮阳

一、日照的基本原理

日照设计要求：根据房间使用性质、当地气候和周围遮挡情况决定，房屋朝向和间距、建筑体形、窗口位置和遮阳处理。

太阳的位置：太阳赤纬角δ（－23º27΄～＋23º27΄）和时角Ω；

太阳高度角hS和太阳方位角AS。目的是为了进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及房屋周围阴影区范围等问题的计算。影响太阳高度角

和方位角的因素有三个： 赤纬角、时角、地理纬度。正午时刻(As = 0)的太阳高度角hS=90°-︱φ-δ︱

日照标准：住宅建筑冬至或大寒日的日照时间为2h，建筑日照间距DHcothscoss,w

二、棒影日照图原理利用棒影关系描述太阳运行的规律，影的长度和方位角。

三、窗口遮阳设计

遮阳设计要求：防止直射阳光；利于采光、通风和防雨；不阻挡视线，与建筑协调；构造简单且经济耐久。

遮阳的形式和遮阳效果：水平式遮阳适用于接近南向的窗口；垂直式遮阳适用于东北、西北及北向的窗口；综合式遮阳用于东南或西南附近的窗口；挡板式遮阳适用于东、西向附近的窗户。遮阳效果用遮阳系数表示。

遮阳设施对环境的影响：遮挡太阳辐射；降低室内气温；影响室内采光和通风。遮阳构造设计，板面可作成百叶形或蜂窝形，以利于通风、采光。

第二篇：热工复习

玻璃热工设备

基本概念

1.玻璃池窑熔化率K

窑池每平方米面积上每天熔制的玻璃液量。t /(m2 ·24h)。

2.吨玻璃消耗的燃料量

熔化一吨玻璃液消耗的燃料重量（或体积）。kg燃料/ t玻璃或m3 / t玻璃液。

3.有效热效率

（用于玻璃熔制的耗热量 / 单位耗热量）%

4.横火焰窑

窑内火焰作横向流动,与玻璃液流动方向垂直，有2对以上小炉

5.马蹄焰窑

窑内火焰呈马蹄形流动

6.纵火焰窑

窑内火焰作纵向流动，与玻璃液流向一致

7.三传理论

动量传递，动力：压强差，如池内玻璃液流动、火焰空间、蓄热室、管道内的气体流动或液体流动

热量传递，动力：温度差，如窑内热传递、玻璃液内热交换、配合料内热交换、气—固间、气-液间、液-固间的热交换

质量传递，动力：浓度差，如玻璃液内物质扩散、气体空间内同组分间扩散

8.火焰空间热负荷值

火焰空间热负荷值：每单位空间容积每小时燃料燃烧所发出的热量。也叫热强度。(Q火/V火)

9.流液洞流量负荷

每小时通过流液洞每单位断面积的玻璃液量称为流液洞的流量负荷，kg/cm2.h

10.格子体的比受热面积A

比受热面积：每平方米熔化面积所需的格子体的受热表面。A=F蓄/F熔

11.格子体通道的横截面积

12.格子体的填充系数

填充系数：每1m3 格子体内砖材的体积

13.小炉口热负荷

小炉口单位面积单位时间的燃料消耗量

14.玻璃形成过程的耗热量

配合料在熔制过程中生成1kg玻璃液理论上所需要消耗的热量。

15.烧煤气小炉的形式

格子体通道截面积：1㎡格子体横向上气体通道的截面积。

“小交角”特点：空、煤气交角小，预燃室长，舌头探出（长舌）。小炉火焰平稳、较长，火根与火梢温差较小，易控制，自然通风，检修方便；但体积较大，散热损失大，占地多。“大交角”特点：空、煤气交角大，预燃室短，舌头不探出（短舌）。小炉空、煤气混合良好，火焰较短，出口附近火焰温度高，结构紧凑，但火焰难控制，火根与火梢温差大，用机械鼓风，检修不方便，操作水平要求高。

16.坩埚窑

窑内放置坩埚，坩埚内将配合料熔化成玻璃的热工设备。或玻璃液在坩埚内熔化

17．窑龄和周期熔化率

窑龄，连续生产的时间，以年为单位。周期熔化率=窑龄×熔化率（t/ m2）

问答题

1.蓄热室马蹄焰窑炉的优缺点？

答：优点：火焰行程长，燃烧完全。一对小炉，占地小，投资省，燃耗较低，操作维护简便，适应产品多。

缺点：火焰覆盖面小，窑宽温度分布不均匀，有周期性温度波动和热点的移动。

2.换热室双悬池窑的优缺点?

答：优点：与单碹池窑相比，窑顶散热小，炉温较高，窑内温度分布均匀且稳定。

缺点：砌筑费时，内碹易被高温和粉料蚀损，与蓄热式比热效率低，换热室易堵，易漏气。

3.窑池的作业制度有哪些？怎么操作？

温度制度、压力制度、泡界线制度、液面制度和气氛制度。

通过温度、气氛的控制满足工艺要求。要稳定，又要适时调整。

“窑温”指胸墙挂钩砖温度。依靠燃料消耗比例调节。

压力制度指的是压强或静压头，沿气体流程。要求是：玻璃液面处静压微正压（+5Pa），微冒火。测点在澄清带处大碹或胸墙。用烟道的开度调节抽力压强。

人为确定玻璃液热点位置。马蹄焰池窑稳定性不很强

液面：要求稳定，依靠控制加料机的加料速率来进行。

气氛：改变空气过剩系数来调节（空气口大小和鼓风用量）。

4.提高流液洞寿命的策失有哪些？ 提高流液洞寿命措施：采用上倾式流液洞；扩大冷却表面；减少砖厚度，采用有效冷却结构；采用优质耐火材料。

5.提高蓄热室格子体换热效率的策失有哪些？

A、增大F蓄。B、合理配置格子体砖材材质。C、加强保温，减少散热。D、缩短换热时间。E、采用机械鼓风

6.提高熔化池熔化率的能力有哪些？

提高玻璃窑炉的熔化能力：

1)正确地选择燃料。火焰亮度:油>天然气>发生炉煤气2)不同燃料采用不同的火焰黑度和尺寸。净化煤气加大火焰尺寸，质量差燃料增大火焰黑度。3)调整火焰喷出角度及长度。贴近玻璃液面。长度要燃烧完全及覆盖面大。4)角系数小。提高墙体面积。5)薄层加料。6)提高空气预热温度。7)提高窑炉耐火材料质量。

7.为什么熔化池中自然流动是整体的，永久的？强制对流是暂时的，局部的？

自然流动:整体的、永久的。原因：玻璃液的粘度（μ）和密度（ρ）与温度（t）有关。μ—t曲线，t↓，μ↑，流动速度ν↓。ρ—t曲线，t↓，ρ↑，△t引起△ρ。密度差△ρ产生自然流动。

8.池窑的热分析可以反映哪些工况?

热分析内容

①玻璃熔化；②热能利用；③余热回收；④燃烧；⑤漏气；⑥气流阻力；⑦换向；⑧窑两侧对称；⑨窑压；⑩窑体蚀损。

9.坩埚窑窑体构造包括哪些部分？

坩埚窑由窑膛、坩埚、燃烧设备（火箱）、换热器、漏料坑、烟道及烟囱组成。

10.玻璃电熔窑有哪些优点？

（1）热效率高（2）适合熔制高质量玻璃：（3）适宜熔制含高挥发物组分（F、Pb、B、P等）玻璃和极深色颜色玻璃（4）电熔窑构造简单，管理方便（5）无污染，无噪音，作业环境好，没有碹顶和上部结构散热，环境温度不高及没有废气和配合料粉尘，是污染环境最小的熔制方法。

11.池窑发生池底漂砖的原因是什么？采取的策失？

池底采用多层池底结构，表面层采用抗侵蚀性强的优质耐火材料；

12.应用三通道蓄热室的优点？

答：（1）可以在不增加厂房高度的情况下扩大换热面积，同时可以根据各通道气体进出温度、侵蚀情况以及通道内的主要传热方式来考虑各通道格子体的结构和砖的材质，使蓄热室的设计更合理，蓄热室的利用率和余热回收率都有所提高，蓄热室整体寿命延长。（2）烟气流程长，气流分布均匀，助燃空气预热温度高。（3)可根据不同温度的传热方式特点，确定各通道内合适的烟气流速，以提高热交换能力。（4）较普通箱式蓄热室不易发生堵塞或倒塌，减轻工人劳动强度，增加经济效益。

13.窑压偏大的故障原因？

（1）窑炉使用时间较长时，由于堵塞和漏气，窑压会相应增大；（2）气流阻力过大和烟囱抽力不够

14.简述常用热电偶的类型?

铂铑30-铂铑6热电偶;铂铑10-铂热电偶 分度号为S;镍铬-镍硅（镍铬-镍铝）热电偶 分度号为K;镍铬-考铜热电偶 分度号为XK；

15.玻璃熔窑钢结构的作用？

玻璃熔窑钢结构的作用？

答：承受各个砖结构部分和玻璃液共同作用的推力和压力

16.玻璃电熔窑采用的是什么电？原因？

玻璃具有电解特性，直流电使电极表面产生沉积物和形成气泡。电熔用交流电，由隔离变压器供电。

17.玻璃熔窑的热工控制的意义？

玻璃熔窑的热工控制包括对玻璃熔窑各热工参数（如温度、压力、液面、气氛、流量和流速等）的测量与自动控制。

热工测量是检查热工过程的基本手段，自动控制是保证热工设备维持最佳状态的重要措施。正确地安装与使用热工测量与自动控制仪表，可以正确、及时地了解与控制热工设备的工作状态，保证设备的安全运转，提高玻璃的产量和质量，降低燃耗，提高劳动生产率。

18.池窑冷却部的作用？

作用：对玻璃液冷却、均化和分配。A、冷却玻璃液；与流液洞起一半降温作用B、稳定玻璃液温度和成分；C、玻璃液继续澄清和均化；D、可吸收一部分再生气泡；E、改善熔化池的循环对流；F、稳定玻璃液面，并均匀分配给供料道。

19.熔化率的选择依据？

1）玻璃品种与原料组成；2）熔化温度；3）燃料种类与质量；4）制品质量要求；5）窑型结构，熔化面积；6）加料方式和新技术的采用；7）燃料消耗水平；8）窑炉寿命和管理水平。

流液洞的作用：撇渣器和冷却器的作用。

1）对玻璃液的选择作用。

2）玻璃液的冷却作用好。

3）减少玻璃液的循环对流，减少热损失。

4）提高玻璃液的均匀性

1）热负荷值——每小时每m2熔化面积上消耗热量，W/ m2；

2）单位耗热量——熔化每千克玻璃液所耗总热量，kJ/kg玻璃；

3）耗煤量或耗油量——熔化每千克玻璃液耗用的标准煤量或油量，kg煤/kg玻璃或kg油/kg玻璃。

第三篇：热工仪表复习

《自动化仪表调试维修》复习提纲

第一章

测量的基本概念：静态量、动态量、测量过程、直接测量、间接测量、测量系统

测量元件、量程、精度、灵敏度

误差的基本知识：误差分类、系统误差、过失误差、随机误差

误差的基础理论：随机误差分布的性质、间接测量中的误差分析：一次测量时，间接测量误差的计算

习题：1、2、5、7

第二章

测温原理及温标：温度、ITS-90 简介

热电偶技术：热电偶、热电势、热电势的组成、温差电势、接触电势、热电偶三条基本定律的内容及应用、补偿导线法、热电极材料的要求

热电阻测温技术：热电阻、电阻温度计、热电阻材料的要求、半导体温度计、铂电阻（Rt、R0的含义）、铜电阻（式2-19Rt = R0(1+αt)，α0的含义）

温度计的选择安装标定：温度计的安装及方法、温度计标定的方法

习提：

4、7

第三章

压力的基本概念：全压力、总压力、动压力、静压力、压力的分类、流体静压测量的原理、流体总压测量的原理、压力探针的误差分析（有哪些）

稳态压力指示仪表（原理特性）：液柱式压力计、弹性式压力计（弹簧管压力计、膜片式压

力计、膜盒式压力计、波纹管压力计）

动态压力测量：应变式压力传感器的原理、压电式压力传感器的原理、电感式压力传感器的原理、电容式压力传感器的原理、压磁式压力传感器的原理、霍尔效应压力传感器的原理。

真空测量：真空的概念

习题：1、2、3、4

第四章

流速的概念

速度探针有哪些型式，说明其原理或使用范围

激光有哪些特点？简述激光多普勒测速仪的工作原理

节流压差式流量计、速度式流量计（涡街流量计）

习提：1、2、4

第五章

电阻式低温液面计的工作原理及分类

简述连续式液面计传感器的使用方法

超导式低温液面计的工作原理

电容式低温液面计的工作原理

电感式低温液面计的工作原理

差压式水位计的工作原理

习题：1、2、3、4

第四篇：热工自动控制复习材料

免责声明:倾情奉献,数据仅供参考

第一章

1.被控对象：被调节的机器设备或生产过程 被控量：系统中被控参数 扰动：影响被调量的所有因素

给定值：根据生产要求被调量规定值

调节机构：在调节作用下，用来改变进入被控对象的物质或能量的装置 2.系统方框图可以由什么构成，一个复杂的控制系统由哪些基本的连接方式构成

系统方框图可以由环节机构构成，一个复杂的控制系统由串并联和反馈连接构成

3.自动控制系统的分类

Ⅰ、按给定值的形式分类：①恒值控制系统

②程序控制系统 ③随动控制系统

④比值控制系统

Ⅱ、按系统中信号的形式分类：① 连续系统 ②离散系统 Ⅲ、按工作方式分类：①开环控制系统 ②闭环控制系统

Ⅳ、按系统的复杂程度分类：①单回路控制系统②多回路控制系统

Ⅴ、按系统的动态特性分类：①线性系统和非线性系统

②时变系统和定常系统 Ⅵ、按控制规律分类：①程序和顺序控制

②比例积分微分(PID)控制

③最少拍控制

④复杂规律控制

⑤智能控制

VII按系统中被调量和被调量的数目分类:①单输入、单输出系统

②多输入、多输出系统

4.衡量一个控制系统的质量可以通过：①稳定性

②准确性

③快速性

5.稳定性一般用什么进行反映，调节过程根据过渡过程的形态不同分为哪几种？（会画过渡过程的形态图）最佳稳定性指标是多少？稳定性一般用衰减率品质指标反映

Ψ=1非周期；Ψ=0等幅振荡；0<Ψ<1衰减振荡；Ψ<0渐扩振荡调节过程；最佳0.75~0.9

6.动态偏差：静态偏差：t→∞时,偏差的大小

e∞；动态偏差：系统在过渡过程e（t）的最大值,记为

e

M

7.快速性用系统的调节时间来反映

系统调节时间（即系统受扰动后从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所需时间）可反应系统的快速性。

8.画出采用前反馈控制系统来调节容器内热水温度的示意图，并对其工作原理进行解释，并支持这种做法相对单独反馈或者反馈的有点存在（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）

第二章

1.描写无（有）自平衡能力对象动态特性的特征参数有哪些？（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）

2.请简要叙述热工过程对象的特点，并说明热工过程控制系统的任务是什么？（1）合理选择调节系统的结构

（2）合理选择PID调节器的参数

3.什么是飞升曲线？典型热工对象的飞升曲线有哪几种，画出各自的飞升曲线，写出各自的特征参数，并作简要说明（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）

4.对于飞升曲线，在转换成传递函数时，常用的两种方法是什么？

切线法和两点法

5.基本的调节规律有哪三种，三种调节规律如何描述的，比较三种调节规律的优缺点

P54

比例(P)调节规律、积分(I)调节规律、微分(D)调节规律

比例(P)调节规律:在比例调节规律中使调节器中调节量m与偏差e成正比是最基本的调节规律.积分(I)调节规律：使调节器中调节量m与偏差e对时间的积分成比例的调节量规律 微分(D)调节器:调节作用仅与偏差的变化速度成比例,而与偏差无关,不能单独使用.6.热工过程自动控制中采用的工业调节器有哪几种？各种工业调节器的优缺点？ 比例(P)调节器：只能保证过程稳定性，不能保证无差运动和无动态偏差 比例积分(PI)调节器：能保证稳定性和无差运动，不能无动态偏差 比例微分(PD)调节器：能稳定性和无动态偏差，不能无差运动 比例积分微分(PID)调节器：都能保证

请分析由于积分（微分）作用的加入，对调节系统的稳定性、静态偏差，以及动态偏差的影响（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）

7.8.请画出采用PI(PD)调节器的等稳定性线图，并对调节系统的稳定性进行分析(P44)9.采用PID调节器时的等衰减率曲线，来分析不同段静态误差和动态偏偏差的变化情况(P46)10.对于P调节器，Kp增大，调节时间如何变化?PI调节器相对于P,调节时间长还是短？PD调节器相对于P(PI)，调节时间长还是短P47 11.单回路调节系统整定的方法有哪几种？实验整定又有哪两种方法？ 单回路调节系统整定的方法:计算、图表、实验；

实验整定法：临界比例带、衰减曲线

第三章

1.工业调节器从实现方式上来分类可以分为哪两类，请简要的说明直接数字控制系统和模拟调节系统的结构，控制方法，实现过程等有什么不同，数字式有什么样的优点？

工业调节器从实现方式上分：模拟、数字

模拟：通过电容、电阻、放大器组成电路来调节，采用惯性环节反馈，可实现PD调节，采用实际微分环节反馈可实现PI调节

数字：通过计算机编程实现；能实现复杂控制规律的控制、有很快计算时间，以及分时控制能力，可实现多回路控制、具有很强灵活性、还克实现监控数据采集数字显示等、系统维护简单可靠性高(书上未验证)

2.采用什么环节可以实现PD调节，什么缓解可以实现PI调节？（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）

3.A/D转换器的作用？将模拟信号转换为数字信号

4.作为被控对象，温度（成分）和流量（液位）相比，哪个采样周期更长一些？

作为被控对象，温度和流量相比，温度>流量

5.常用的数字滤波的主要方法有哪些，中值滤波适用于变化缓慢还是迅速的过程参数？常用数字滤波方法：平均、一介惯性；中值滤波适用于迅速过程参数

6.平均值滤波有哪些方法:算数平均滤波

移动平均滤波

加权平均滤波

去极值平均滤波

7.限速（幅）滤波是一种常用的异常数据剔除的方法，请写出限速滤波的算法，画出程序框图并说明其适用场合P92 8.实现采样动作的装置叫什么？数字信号恢复为模拟信号的最常见装置是什么P110 9.PID调节规律的数字算法常用的有哪几种？改进的算法有哪些？指出增量型算法的一个应用实例(未解决)

PID调节规律的数字算法常用法：位置、增量式、速度式

改进算法：带有死区、积分分离、不完全微分、带有一阶滤波器PID控制算法

10.写出积分分离（带死区、不完全微分）的PID控制算法，并根据算法画出计算机程序概图P103

第四章

1.DCS是什么的简称，其设计理念是什么，它一般由哪三部分构成一个有机的整体DCS：集中管理和分散控制的设计理念的集散综合控制系统 设计理念：集中管理，分散控制

特点：自治性、协调性、易用性、友好性、适应性、实时在线想性

组成：操作管理装置：工程师站、操作员站、管理计算机和显示设置；通讯系统：计算机网络；分散控制装置：现场控制站、过程监测站

2.DCS的层次化结构一般分为哪四个级别，现场控制站属于哪个级别

过程管理级

过程控制级、现场控制级

经营管理级(整理不全)

3.DCS的网络拓扑结构有几种？说出各自优缺点

DCS网络拓扑结构种类：星形、环形、总线形、树形

星形：以中央结点为中心与各个结点连接而成，各结点与中央结点通过点到点方式连接，中央结点可直接与从结点连接

环形：在网络中各结点通过环路接口连载一条守卫相接的闭合环形通信线路中；结点多影响传输效率，一个站故障影响整个，封闭环不易扩张

总线形：比较简单的结构，采用一根中央主点缆称为公共总线的传输介质，各节点直接与总线相连接，信息沿总线介质逐个结点地传播

树形：网在总线型网络上加分支形成，传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路，通信线路短，网络成本低

4.简述现场控制站、工程师站、操作员站的功能P130 5.在集散控制系统中，常用的传输介质有双绞线，同轴电缆及光缆哪种性能最好，最便宜？（会比较）双绞线<同轴电缆<光缆

6.为了便于实现网络的标准化，国际标准化组织ISO提出了模型是什么，这个协议的最底层最高层分别是什么？国际标准化组织提出:ISO/OSI模型

分层：物理，数据链路，网络，传输，会话，表示，应用最底层物理层最高层应用层

7.节点访问或者控制网络的方式有哪两种？（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）8.DCS中常用的网络协议有哪些？？ISO/OSI协议有几层？

MAP协议

OSI模型

IEEEE802标准

MAP协议

最底层是什么？7层 物理层 9.MAP协议有哪三种？全MAP 小MAP 加强MAP 10.什么是现场总线，简述现场总线（相对于原先的模拟信号传输）的优缺点(未解决)，现场总线技术的发展离不开什么的进步现场总线：测量和控制机器间的数字通讯为主的网络；总线技术发展离不开智能仪表的进步

11.现场总线中的通信协议有几层

4层

用户层

应用层

数据连接层

物理层

第五章

1.计算机先进过程控制系统主要包括哪些?专家系统

遗传算法 2.预测控制的基本内容有哪些？（自己解决，哥们无能为力，呵呵呵。）3.专家系统主要由哪几部分组成，最关键的是哪两个，其控制思想是什么？

专家系统组成：知识库、数据库、自学习机构、推理机、控制策略、信息处理与融合解释器

执行机构

人机接口(不全)

4.专家系统中的知识表达最常用的一种方式是什么？专家系统常用知识表达方式：产生式规则

5.基本遗传算法的运算思想是怎么样的，基本的遗传算子有哪些？基本遗传算法运算思想：遗传变异;基本遗传算子：选择、交叉、变异

第五篇：热工基础与应用2014复习稿

一、题型

 1.单项选择题，15个15分；

 2.填空题，20个20分；

 3.名词解释题，6个12分；

 4.简答题，5个20分；

 5.论述题，10分；

 6.画图题，4问8分；

 7.计算题，2个15分。

二、概念

 P2 能源按性质分：含能体能源：集中储存能量的含能物质，如煤炭，石油，天然气等；过程性能源：物质运动过程产生和提供的能量，这种能量无法储存并随着物质运动过程结束而消失，如水能，风能等。



 P3能源利用经历了:薪柴时期，煤炭时期，石油时期 P5-6热污染是指在能源消耗及能量转换过程中有大量化学物质及热蒸汽排入环境，使局部环境或全环境发生增温，并可能对人类和生态系统产生直接或间接危害的现象，是能源未能被最有效、最合理地利用造成的。而温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，引起地球表面变热的现象，是由于人类生产和生活向大气排入过多的二氧化碳造成的。温室效应是热污染的一种。





 P16 工质 :用来实现能量相互转换的媒介物质称为工质。p P18绝对压力：p b : pp g p b;pp b : pp b p v;P19 对于简单可压缩系统，只要给定两个相互独立的状态参数，就可以确定它的平衡系统，这两参数必须可测。

 P16，,19在热力分析中为何引入平衡状态？准平衡过程如何处理“平衡状态”与“状态变化”的矛盾?

 P16为什么引入平衡状态：为了分析热力系统中能量转换的情况，首先必须能够正确地描述系统的热力状态。所谓的热力状态是指热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。热力系统可能呈现各种不同的状态，我们只能对处于平衡的状态进行研究。所谓平衡状态，是指在没有外

界影响（重力场除外）的条件下，热力系统的宏观性质不随时间变化的状态。

 P19 准平衡过程如何处理“平衡状态”与“状态变化”的矛盾：热力系统从一个状态向另一个状态变化时，所经历的全部状态的总和称为热力过程。就热力系统本身而言，热力学仅可对平衡状态进行描述，平衡就意味着宏观是静止的；而要实现能量的转换，热力系统又必须通过状态的变化级过程来完成，过程就意味着变化，意味着平衡被破坏。平衡和过程这两个矛盾的概念怎样统一起来呢？这就要依靠准平衡过程。准平衡过程是由一系列平衡状态组成的热力过程，破坏平衡状态的不平衡势差应为无限小，也就是过程要无限放缓。

 P21，在工程热力学中，热和功的转换，是通过气体的体积功来实现的，热能转变为机械能必须通过工质的膨胀才能实现。

 P23热力循环：工质从某一初态出发经历一系列热力状态变化后，又回到原来初态的热力过程，即封闭的热力过程。分为：可逆循环、不可逆循环、正循环、逆循环，解释之。

 P24热力学能是工质微观粒子所具有的能量。包括：（1）分子的内动能和内位能；（2）维持分子结构的化学能；（3）以及原子核内部的核能。





 P25 闭口系统能量方程： q=△u+w P26 闭口可逆系统能量方程： qu21pdvP27稳定流动系统：热力系统内各点状态参数不随时间变化的流动系统。为实现稳定流动必须满足的条件：⑴进出系统的工质流量相等切不随时间变化 ；⑵系统进出口工质的状态不随时间而变；⑶系统与外界交换的功和热量等所有能量不随时间而变。1122(ucgz)和(uc2gz2)12 P28-29 伴随1kg工质进入、流出控制体积的能量为： 1212





 P29 稳定流动系统能量方程 ：q=△h+wt P30 可逆稳定流动过程能量方程： qh21vdpP31-32 能量方程的应用：叶轮式机械:w shh；热交换器: Q H;节流  h 0； 1h2P36热力学第二定律：克劳修斯说法: 热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体;开尔文说法: 不可能制造出从单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。

 P37-39卡诺循环：工作在恒温的高、低温热源间的理想可逆正循环。有两个定温可逆过程

TL

TH和两个绝热可逆过程组成。热效率：  c 1 P39热机的热效率,卡诺定理：(三条)可逆TLc1；不可逆可逆;TH

 P41：因为熵变是某一状态参数的微分，所以初态1和终态2间，不论什么过程，只要两过程的工质为同量的同一气体，两过程气体的熵变相等。

 P44孤立系熵增原理：在孤立系统内，一切实际过程（即不可逆过程）都朝着使系统熵增大的方向进行，在极限情况（可逆过程）下，系统的熵保持不变。即：可逆=0；不可逆>0;不可能发生<0。

 P50熵的微观物理意义是：孤立系统内部发生的过程，总是沿着由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态方向进行；宏观物理意义是：一个热力系统的变化，无论可逆与否，均可以表示为熵流和熵产之和。



 P67 气体的定值比热容：表3-2，单原子气体，双原子气体； P68-69理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数。微元过程单位质量理想气体热力学能和焓的增量：

 ducvT,dhcpT理想气体定压过程的热力学能变化量为cp△t?。

P77理想气体定容过程：quv  T；  c

P78理想气体定压过程：

P78理想气体定温过程：   







 v2wtwqRgT1ln;v1P80理想气体定熵过程： wtkw;P82-85理想气体的多变过程:据此画出p-v和T-是图； qhcpT;pvncon;n0定压;n1定温；nk绝热；n定容；P48环境温度为T0时，从温度为T1的恒高温物体向温度为T2（T2>T0）的恒低温物体传出的热量Q中的： 有效能：Ex,QQ1-

 P37-39卡诺循环：工作在恒温的高、低温热源间的理想可逆正循环。有两个定温可逆过程

TL

THP68,69想气体的热力学能、焓、熵是温度的单值函数： T2;T1无效能：An,QQT2T1和两个绝热可逆过程组成。热效率：  c 1



 ducvdT;dhcpdT;TdscvdTpdv或TdsdhvdpP62 理想气体的摩尔气体常数R与气体的种类和气体的状态无关； RMP61-63 理想气体状态方程： pvRgT;pVmRT;pVmRgT;pVnRT;R8.314J/molK,Rg

 P107当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，而产生的热量传递现象，称为热传

1d导；热阻：，ln2

2Ld1 P111温度梯度：沿等温面法线方向上的温度增量△t与法向距离△n比值的极限。



 热传导的导热热阻是:P114-117 P116-117 管道外覆盖保温材料，属于圆筒壁导热，保温：希望到热量小，热阻大，公式（4-24a），保温措施：；

 P125减小带套管工业温度计的测量误差的措施：1.管道外覆盖保温材料；2.采用足够长的测温套管；3.选用热导率小的材料做套管；4.在强度允许的情况下采用薄壁套管；5.强化套管与流体间的换热





 P147边界层的发展图4-34，层流边界层，湍流边界层，层流底层;P149努谢尔特数，雷诺数，普朗特数的含义； P151-152如何正确使用特征数方程解决对流换热问题：1.根据对流换热的类型和范围合理选择特征数方程；2.确定定性温度，用以确定特征数物性的温度；3.确定特性长度，特征数中具有代表性的尺度；4.正确选择特征速度；5.正确选用各种修正系数。

 P153管槽内强制对流换热的特征数方程中有三个修正系数：入口效应修正系数，温度修正系数，弯管修正系数。

 P168辐射力：辐射力是指单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射出去的全部波长的辐射能的总量，它的常用单位是W/㎡。

 4ETP168 黑体辐射力与温度的关系—斯特潘-玻尔兹曼定律： b

 P169 光谱吸收比：物体对特定波长辐射能的吸收比。

三、计算题：

1.P26:例2-1

2.P58:2-36;

3.P185:4-2；

4.P85:例3-6

要求：看原题计算，作图，及后面讨论；