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煉焦爐的傳熱

煉焦爐的傳熱第一節焦爐內傳熱焦爐火道中火焰和熱廢氣的熱量通過對流和輻射向爐牆傳遞，廢氣溫度最高達1400～1600?C，焦炉煤气燃烧过程中因热解而产生的高温游离碳有强烈的辐射能力，故辐射传热量占90%～95%。火道中气流速度较慢，故对流传热量仅占5%～10%。一、對流傳熱穩定對流傳熱量可用牛頓冷卻定律計算：，kJ/h(10-1)式中——單位時間內熱廢氣向爐牆的平均對流傳熱量，kJ/h；——對流給熱係數，kJ/（m2·h·℃）；、——廢氣和爐牆表面的平均溫度，℃；——傳熱面積，m2。

煉焦爐的傳熱火道中氣體流動包括強制對流和熱浮力引起的自然對流，其對流給熱係數，可分別按以下關係計算。強制湍流：（10-2）強制層流：（10-3）自然對流：（10-4）式中——火道的水力直徑，m；——廢氣的熱導率，kJ/（m·hr·℃）；Re——廢氣的雷諾准數；——廢氣的普蘭特准數；

煉焦爐的傳熱——廢氣的格拉斯霍夫准數；——廢氣比熱容，kJ/（m3·℃）；——廢氣黏度，N·s/m2；——廢氣與牆面的溫差，℃；——廢氣熱膨脹係數，℃-1。將式（10-2），（10-3），（10-4）代入式（10-1）得湍流時（10-5）層流時（10-6）

煉焦爐的傳熱近似計算時，可按以下氣體在粗糙磚通道內流過時的計算式計算。，kJ/（m2·h·℃）（10-7）式中——通道內氣體在標準狀態下的流速，m/s；——通道內氣體平均溫度，K。二、輻射傳熱1．氣體輻射的一般計算焦爐火道中熱廢氣向爐牆的傳熱屬於氣體向包圍住它的固體表面間的輻射熱交換過程。由傳熱學已知，氣體被當作灰體時，它的輻射能力服從斯蒂芬一波爾茨曼定律。

煉焦爐的傳熱，W/m2（10-8）式中——絕對黑體的輻射能力，W/m2；——氣體的黑度；5.76——绝对黑体的辐射常数，W/（m2·K4）。是輻射氣體分壓、氣層厚度和溫度的函數，即。焦爐廢氣中的主要輻射成分為CO2和H2O，它們的黑度和可由圖10-1和10-2查取。圖中表示0.1MP的總壓下，CO2和H2O氣的黑度與及的關係。單位為MPa，單位為m。由於分壓對水汽黑度的影響要比的影響大些，所以計算時，由圖10-2查出的還要乘上由圖10-3查出的、和分壓有關的校正係數，即為。

煉焦爐的傳熱圖10-1CO2黑度曲線圖

煉焦爐的傳熱當氣體中同時含有CO2和時，混合氣體的黑度為：（10-9）式中是CO2和H2O氣的輻射波長部分重合，輻射能相互吸收而減小的校正值。一般廢氣中該值不大，僅0.02～0.04，可忽略不計，只在精確計算或值很大時才考慮，可從有關資料查取。圖10-2H2O黑度曲線圖圖10-3H2O黑度校正係數圖

煉焦爐的傳熱氣層有效厚度決定於氣體的體積和形狀，當氣體與包圍著它的固體表面進行輻射熱交換時，可按下式計算（10-10）式中——充滿輻射氣體的容器體積，m3；——包圍氣體的全部器壁面積，m2；——氣體輻射有效係數。說明氣體輻射能經過氣體自身吸收後達到器壁的比值。它與待求的黑度及容器體積、