炉内气流综述

1、12 窑炉系统内的气体流动窑炉系统内的气体流动gas flow in the kiln system1 气体通过炉墙小孔的溢出和吸入气体通过炉墙小孔的溢出和吸入当窑炉内外存在压差时，气体将从窑炉的孔流出和当窑炉内外存在压差时，气体将从窑炉的孔流出和流入。流入。11A0A2A111缩流系数缩流系数 =A2/A0不同形状孔的不同形状孔的由由实验确定实验确定小孔的截面积为小孔的截面积为A0 气流形成的最小截面积为气流形成的最小截面积为A2缩流现象缩流现象惯性作用下，气体流股发生收缩，当惯性作用下，气体流股发生收缩，当气流流经小孔后，形成一个最小截面。气流流经小孔后，形成一个最小截面。A0A2A122

2、11122zgpwzgpw12断面的伯努利方程式为：断面的伯努利方程式为：因因Z1=Z2，1 1=2 2因因A1A2，w1w2，所以可忽略；，所以可忽略；又因又因P2=Pa伯努力方程简化为：伯努力方程简化为： 122()appw2 p=速度系数速度系数与流体流出时的阻力有关与流体流出时的阻力有关, ,由实验确定由实验确定 由于实际存在摩擦阻力，则：由于实际存在摩擦阻力，则：/122()appw从小孔流出的气体体积量：从小孔流出的气体体积量：/2220000222AQw AAAAAppp流量系数流量系数由实验确定由实验确定同理推导，当同理推导，当hs10时，时，1-1截面为负压，从小孔吸入截面为

3、负压，从小孔吸入的气体体积量。的气体体积量。2 分散垂直气流法则分散垂直气流法则窑炉内要求温度分布均匀窑炉内要求温度分布均匀,那么那么,怎么才能够怎么才能够使温度分布均匀呢使温度分布均匀呢?分散垂直气流法则分散垂直气流法则分散垂直气流分散垂直气流一股气流在垂直通道内被分割成多股平行小一股气流在垂直通道内被分割成多股平行小气流的现象。气流的现象。分散垂直气流法则分散垂直气流法则在分散垂直通道内，热气体应自上而下流动，在分散垂直通道内，热气体应自上而下流动，冷气体应自下而上流动，才能使气流温度分布均匀。冷气体应自下而上流动，才能使气流温度分布均匀。t1t2为什么气体的流动遵循分散垂直气流法则？为什

4、么气体的流动遵循分散垂直气流法则？ 设：设：气体垂直流过两并联通道气体垂直流过两并联通道为等径为等径(等截面等截面)以截面以截面1-1作为基准作为基准取气体的平均温度取气体的平均温度2211AB 等截面，等截面，w1 = w2 z1=0，z2=H又又 A、B两通道是并联的两通道是并联的 A、B两通道静压差相等两通道静压差相等 1-1至至2-2截面的两气体伯氏方程为：截面的两气体伯氏方程为：22212211()()22mmmamawwpgzpgzh即：即：A、B两通道流量（温度）分布相等的必两通道流量（温度）分布相等的必要条件是要条件是二者的总阻力相等。二者的总阻力相等。当当h ge h L.1

5、-2时，温度是否分布均匀决定于：时，温度是否分布均匀决定于：()()amaaambbgHhgHh()()amaambgHgH分散垂直气流法则适用于：分散垂直气流法则适用于：应用于几何压头起主要作用的通道，如传统的倒焰应用于几何压头起主要作用的通道，如传统的倒焰窑、蓄热室等。窑、蓄热室等。分散垂直气流法则不适用于：分散垂直气流法则不适用于：（1）阻力很大的窑；如水泥立窑。）阻力很大的窑；如水泥立窑。（2）流动速度很大或者说压差大的窑。如梭式窑、）流动速度很大或者说压差大的窑。如梭式窑、旋风窑。旋风窑。倒焰窑倒焰窑燃烧所产生的火焰都从燃烧室的喷火口上行至窑顶，燃烧所产生的火焰都从燃烧室的喷火口上行

6、至窑顶，由于窑顶是密封的，火焰不能继续上行，在走头无由于窑顶是密封的，火焰不能继续上行，在走头无路的情况下，就被烟囱的抽力拉向下行，经过匣钵路的情况下，就被烟囱的抽力拉向下行，经过匣钵柱的间隙，自窑底吸火孔进支烟道，主烟道，最后柱的间隙，自窑底吸火孔进支烟道，主烟道，最后由烟囱排出。由烟囱排出。加煤加煤挡火墙挡火墙窑门窑门天眼天眼倒焰窑倒焰窑3 气体通过炉门的溢出和吸入气体通过炉门的溢出和吸入炉门中心线炉门中心线零压面零压面ZdZZ1Z2Z0BH炉门溢气量的计算原理和气体从小孔流出相炉门溢气量的计算原理和气体从小孔流出相同，同，必须考虑沿炉门高度的静压头变化。必须考虑沿炉门高度的静压头变化。w

7、1p1 1A1w2p2 2A2pw2pAwAQ22pAwAQ22流出的气体流量流出的气体流量: 流入的气体流量流入的气体流量:炉门或孔洞平面图形炉门或孔洞平面图形重心处的平均表压强重心处的平均表压强l例例1：耐火材料倒焰窑的炉门高为：耐火材料倒焰窑的炉门高为1.8m，宽为，宽为0.9m，炉内热烟气平均温度为，炉内热烟气平均温度为1400，烟气的标，烟气的标况密度为况密度为1.32kg/m3，外界空气密度为，外界空气密度为1.22kg/m3。已知炉底面的表强为已知炉底面的表强为6Pa，求当炉门开启时，求当炉门开启时，通过炉门的小时溢气量。通过炉门的小时溢气量。(设流量系数为设流量系数为0.7)l【解】烟气密度：【解】烟气密度：l求炉门溢气，必须先求出零压面，零压面以上为正压，热求炉门溢气，必须先求出零压面，零压面以上为正压，热气溢出，零压面以下为负压，冷空气吸入。气溢出，零压面以下为负压，冷空气吸入。l设零压面在窑底上方设零压面在窑底上方x处，以窑底为基准面，列窑底处，以窑底为基准面，列窑底11面与零压面的静力学方程：面与零压面的静力学方程：零压面以上零压面以上1.2m的炉门溢气，面积形心（的炉门溢气，面积形心（A点）的静点