第3章管式加热炉-3.pptVIP

(三)辐射室的校核计算 2.对流室的主要尺寸 (1)对流室的外形长度LK (2)对流管的有效长度LC 对流室结构示意图 第3章 管式加热炉 (3)对流室的宽度b nw---每排炉管根数； Sc---对流室炉管管心距，m； L---钉头或翅片的高度，m。 采用光管: 采用钉头管、翅片管 第3章 管式加热炉 (4)烟气的质量流速 烟气的质量流速1.5-2Kg/(m2·S) 采用光管: 采用钉头管、翅片管: 烟气的质量流速2-4Kg/(m2·S) 第3章 管式加热炉 Af---每根对流管所占的流通截面积，m2 (5)对流室的高度HC HC由对流室炉管的排数（传热面积）而定： S层-对流室炉管的垂直方向的间距 第3章 管式加热炉 3. 对流室传热面积Act的确定 　 计算思路和换热器传热面积的计算思路一样。设对流室热负荷为Qc，对数平均温差为Δtm，总传热系数为Kc，则有： 第3章 管式加热炉 1.存在的问题 a.辐射室内的燃料燃烧机理尚不清楚； b.发热面即烟气的温度、组成处处不同，即： εg=f(PCO2，PH2O，L，Tg)， c.吸热面为一非黑表面，炉管管壁温度与管内油品温度有关，且处处不同； d.吸热面不连续，炉墙有反射作用 第3章 管式加热炉 2.计算方法 经验方法：威尔逊、罗伯－霍特尔计算式 理论方法 罗伯－伊万斯方法 别洛康法 区域法 热流量法 蒙特卡洛法 √ 第3章 管式加热炉 3.罗伯－依万斯(Lobo-Evans)法 传热速率方程式 (1)特点： ①只能计算辐射传热速率QR及烟气离开辐射室的温度Tg； ②不能得到烟气的温度分布及热强度分布； ③不适用于高径比Lef/D’3的情况； ④适合于纯加热或热强度分布较均匀的加热炉。 第3章 管式加热炉 (2)基本假定： Tmax Tg Tg’TR Tt 第3章 管式加热炉 (2)基本假定： ①烟气在炉膛内的有效辐射温度Tg等于烟气离开辐射室温度Tg’(烟气在炉膛内充分混合，各处温度相等，且等于烟气出口温度)； ②将炽热的烟气与火焰看作一发热面，将管排看作一吸热面，管壁温度为管内介质平均温度加上50℃； ③将未敷设炉管的炉墙看成一全反射面； 辐射室内的传热过程简化为：在有反射面的情况下，一个发热面与一个吸热面之间的传热。 第3章 管式加热炉 (3)传热速率方程式： 两黑表面间的辐射换热： 引入F，辐射室内的辐射传热速率QRr为： 式中：Tg、Tt－烟气和管壁的平均温度，K； Aef－烟气对管排的有效辐射面积，m2； F－总辐射交换因数。 第3章 管式加热炉 辐射室内的对流方式传热速率QRC为： 式中：αRC－对流给热系数，W/(m2.K)； ARt－辐射管外表面积，m2。 第3章 管式加热炉 取αRC=11.36W/( m2·K)；F=0.57；ARt≈2Aef。 而当量冷平面面积Aef=φACP 代入上式，则： 其中：φ－烟气对管排的角系数； ACP－管排所占据的全部面积（包括管间空隙面积），或称为冷平面面积 罗伯伊万斯建议： 第3章 管式加热炉 辐射室中总的传热速率QR为： 可以看出： 故辐射室的传热速率方程式为： 其具体关系见下页图 第3章 管式加热炉 (4)传热速率方程式中各参数的确定： ①冷平面面积ACP及烟气对管排的角系数φ： 冷平面面积ACP是指管排所占据的全部面积： 烟气对管排的角系数φ是烟气辐射给管排的能量所占烟 气辐射总能量的分率, φ与管排的排列方式（单排或双 排）、管排的受热方式（单面或双面）、管排的排列密 度（S1/do）有关。见下页图。 第3章 管式加热炉 ②总辐射交换因数F: F是用来修正模型偏差的参数： AR-有效反射面积，AR=∑A-φAcP ; φRt-反射面对管排的角系数 ; 第3章 管式加热炉 根据经验: 所以总辐射交换因数与烟气黑度及面积比有关，详见下页图。 第3章 管式加热炉 ③烟气的黑度εg： εg=f(CO2和H2O的组成，炉膛的形状和大小,Tg) ↑ 与其分压成正比←取决于燃烧时的α 计算： 由α查图→CO2和H2O的分压之和 查表→不同形状气体层的平均辐射长度 Tg 查图→εg → 第3章 管式加热炉 2/3×直径 1 ×直径 1-1 1-2至1- ∞ 圆筒型炉 1×最小尺寸 1.3×最小尺寸 1.8×最小尺寸 1-1-1至1-1-3 1-2-1至1-2-4 1-1-4至1-1-∞ 1-2-5至1-2-∞ 1-3-3至1- ∞