天津理工大学-热工设备与节能技术-第四章

炉子热工特性，李俊瑞，第四章炉子热工特性，1 .燃料燃烧过程，-热能的产生过程。 熟悉和掌握炉子的热工特性，对于正确进行炉子的设计和运行管理，加强有效传热，减少热损失具有十分重要的意义。 炉内传热：炉的热功包括以下内容：2 .气流过程，-热能传递过程。 3、炉内传热过程、-热能的利用过程。 (本章要点)、一、炉体的热工特性、一、炉体内各层的温度分布、炉体：对炉体的影响：一、材料使用性能、二、散热量的大小。 温度分布如下： (1)依赖于炉体结构尺寸的(2)材料的性质；2 )炉体表面的散热量；炉体表面的传热式：对炉体的影响：1.炉体材料的使用性能；2 .散热量的大小。 由上式可知，炉体表面温度t表直接影响散热量。 1 )温度低时，Qs放大率变小；2 )温度高时，Qs放大率变大。 应采取保温措施，按照国家标准确定炉体表面温度。 请注意实施保温后的密封材料使用温度在允许范围内。 3 .炉体的蓄热能力，从炉体冷却的状态到点火升温成为正常的动作状态(热状态)时吸收的热量称为蓄热能力。 蓄热量：炉子的哪个v和材料的性质(密度)直接影响蓄热量Qx的大小。 4 .炉子的升温时间和温度的确立，(1)炉子的升温时间，炉子的升温时间的长度，对于间歇操作的炉子非常重要。 升温时间长，有效运转时间减少，无效能量增大。 影响炉子升温时间的因素：燃料投入量一定时，1 )炉体结构2 )块状材料的性质。 (2)炉温的确立是在稳定的状态下，炉温的确立是投入炉内的热量、消耗热量和散热热量取得平衡的结果。 (即热平衡) q一投入q支出，炉温就会上升。 q投入1000后，关于以辐射传热为主的低温炉。 3 )定向间接辐射换热。 1 )辐射热交换均匀分布的(4)传热特征，炉膛内炉气均匀分布，温度(及黑度)均匀，材料在各方向热均匀，炉气在各方向传热等同。 辐射传热量用下式计算：式中： c-综合辐射热交换系数； TG-炉气平均温度tm-物料的平均温度a-辐射热交换面积。 根据上式，炉壁温度Tw与辐射传热量qf成比例，即炉壁内表面温度Tw越高，炉内辐射热交换热流qf越大。 式中：0.g.w.m-分别表示绝对黑体、气体、炉壁、材料的黑色度。 炉气黑度g对辐射传热量qf影响由下图可知： a .炉气辐射能力对辐射传热的影响随着炉气黑度的增加而增大，在b .炉壁辐射能力、gTb、中，Ta、g越大，q越大，定向辐射越强。 在这种情况下，炉壁温度低于均匀辐射热交换状况，有利于降低炉壁的工作温度，有利于延长炉壁的寿命。 燃料燃烧和炉煤气组织：具有一定的运动量和长度，而且要正确选择黑度高的火焰、高温炉煤气冲刷材料表面或贴近的燃烧器，采用异侧排烟口，保持火炬和材料的角度不变。 应用：薄板加热、材料局部加热、熔池表面加热等。 高温区接近炉壁，炉煤向炉壁的传热大于向材料的传热，主要通过炉壁向材料辐射热量。 3 )定向间接辐射换热。 另外，炉气黑度g低时，gw利用炉壁黑度高、辐射面积大的均匀特征，有利于采用该热交换方式。 导出的辐射热交换式：式中：-分别表示炉气材料、炉壁的平均温度。 其中，中间项起主要作用，炉气黑度g与辐射热qf之间不是线性关系，而是具有极值。然后导出qf，将一次导数归零，得到：1)火焰越向炉壁放射越强，Tgw越高，得到qf的最大值的平均黑色度g的最高值越小。 当Tgm=Tm时，g=1/2。 3 )与均匀辐射换热相比。 燃料燃烧对炉煤气黑度g要求低，炉煤层薄，火焰高温区靠近炉壁均匀配置燃烧器，单个燃烧器的负荷不得过大。 炉煤气浮起形成炉煤