井式爐爐內(nèi)受熱面的傳熱特點(diǎn)
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在各種間壁傳熱的化學(xué)工業(yè)爐中,管式爐占著主要地位。受熱面也將以管子為主。
井式爐爐膛的傳熱以輻射為主,超過80%,余下的份額由自然對(duì)流傳熱擔(dān)負(fù)。強(qiáng)制對(duì)流傳熱十分微弱。自然對(duì)流對(duì)爐內(nèi)氣體流動(dòng)和熱偏差也有一些影響。
爐內(nèi)輻射傳熱計(jì)算很復(fù)雜,所設(shè)取的物理模型一般可分解為下述子模型:受熱面管組成的管排的輻射特性(包括積灰)、煙氣和火焰黑度(包括燃燒過程的影響)、爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布(包括平均溫度的確定)、整個(gè)爐膛的輻射、吸收、反射和角系數(shù)關(guān)系(受熱面、爐墻和火焰煙氣三者之間)以及爐內(nèi)傳熱方程式的解法。
井式爐已有一套計(jì)算方法。管排輻射特性和火焰黑度這兩方面的物理模型,對(duì)于工業(yè)爐和鍋爐是一徉的,可以通用。工業(yè)爐的爐內(nèi)溫度場(chǎng)和角系數(shù)關(guān)系有其特色,因此工業(yè)爐有其特有的計(jì)算方法,并不斷地與鍋爐技術(shù)交流信息而發(fā)展。
工業(yè)爐的受熱面管內(nèi)是化工流程中的介質(zhì),間或夾有催化劑。管內(nèi)雖可組織強(qiáng)制對(duì)流,但傳熱(冷卻)條件不如鍋爐中的沸騰汽水混合物那樣強(qiáng)烈,因此受熱面的熱流密度(也稱熱負(fù)荷)要求較為均勻,并且管壁圓周最好均勻受到輻射,切忌出現(xiàn)很高的局部熱流密度。
通常工化爐的尺寸可以較為寬綽,足夠油或氣燃燒器火焰長(zhǎng)度而有余。井式退火爐爐內(nèi)有相當(dāng)大部分爐墻是用耐火磚和保溫材料砌成的。通常認(rèn)為耐火磚爐墻是絕熱的,而且把受到的輻射熱全部反射或再輻射給火焰和受熱面管了。因?yàn)榛鹧嬷徽紶t膛容積的一小部分而爐墻又可多次反射輻射,所以工業(yè)爐爐膛內(nèi)煙氣溫度場(chǎng)遠(yuǎn)比鍋爐爐膛內(nèi)均勻,這樣才能使受熱面熱流密度較為均勻。