對流受熱面換熱計算

1、第十章 對流受熱面換熱計算對流受熱面換熱計算第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)爐膛以外的、對流換熱為主的對流過熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等，也包括輻射份額較大的屏式受熱面。第一節(jié) 概述輻射傳熱所占份額不同，為簡化，均將輻射部分折算到對流傳熱，不同受熱面有各自不同的計算方法。對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎惴椒ㄅc傳熱學(xué)的相關(guān)內(nèi)容大同小異，只是在必要之處附加了與工程實際有關(guān)的修正系數(shù)。校核計算特點(diǎn)和目的校核計算的目

2、的是：計算得到出口煙氣溫度和出口（或進(jìn)口）工質(zhì)溫度；迭代計算的特點(diǎn)明顯；不僅體現(xiàn)在每組受熱面的計算，還用在過熱器系統(tǒng)和整臺鍋爐。煙溫?zé)煖?？工質(zhì)溫度？工質(zhì)溫度？煙溫?zé)煖毓べ|(zhì)溫度工質(zhì)溫度H Hk k計算時，已知：受熱面，進(jìn)口煙氣溫度和進(jìn)口（或出口）工質(zhì)溫度；第一節(jié) 概述第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)利用三個基本方程對流傳熱方程煙氣側(cè)熱平衡方程工質(zhì)側(cè)的熱平衡方程，分別從傳熱和熱平衡的角度來表達(dá)對流受熱面的

3、對流傳熱量。（熱平衡方程實際為一個熱平衡方程實際為一個）以1kg燃料為基準(zhǔn)(kJ/kg或kJ/m3)第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程1對流受熱面的傳熱方程jjdBtHKQ)(0lkdIIIQfjdQBiiDQ)(kgkJBiiDQjd/)(kgkJIIQkykykykyd/)(2( 00煙溫?zé)煖兀抗べ|(zhì)溫度？工質(zhì)溫度？煙溫?zé)煖毓べ|(zhì)溫度工質(zhì)溫度H Hk k第二節(jié) 對流受熱面換熱計算基本方程2煙氣側(cè)熱平衡方程3工質(zhì)側(cè)熱平衡方程（與受熱面有關(guān)）迭代計算的原因兩種介質(zhì)均各已知一個溫度，兩種介質(zhì)均有一個溫度未知，只有一個熱平衡方程，無法求解必須采用先假定后校核的迭代計算方法煙溫?zé)煖兀抗べ|(zhì)溫度？工質(zhì)溫度

4、？煙溫?zé)煖毓べ|(zhì)溫度工質(zhì)溫度H Hk k第二節(jié) 對流受熱面換熱計算基本方程迭代計算過程先假定其中一種介質(zhì)的終溫，按熱平衡方程式求出受熱面的吸熱量并計算出另一種介質(zhì)的終溫，計算傳熱系數(shù)和溫壓，按傳熱方程式計算受熱面的吸熱量，傳熱方程計算的熱量應(yīng)該等于熱平衡方程計算的煙氣放熱量或工質(zhì)吸收的熱量否則重新假定終溫后再行計算，直至熱量之差不超過2%煙溫?zé)煖兀抗べ|(zhì)溫度？工質(zhì)溫度？煙溫?zé)煖毓べ|(zhì)溫度工質(zhì)溫度H Hk k第二節(jié) 對流受熱面換熱計算基本方程第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計

5、算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法一、傳熱系數(shù)計算的一般表達(dá)式21111sgsgbbhhhK1111hhh引入灰污系數(shù)21111K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法一、傳熱系數(shù)計算的一般表達(dá)式fd1引入熱有效系數(shù)0KK21111K煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)二、不同受熱面的傳熱系數(shù)實用表達(dá)式（例）1對流式過熱器和再熱器受熱面當(dāng)燃用固體燃料、管束為錯列布置時，21111K21111K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法當(dāng)燃用固體燃料、管束為順列布置2省煤器、直流鍋爐的過渡區(qū)、蒸發(fā)受熱面以及超臨界壓力鍋爐的受熱面 工質(zhì)對管內(nèi)壁的傳熱系數(shù)很大111K1

6、K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法當(dāng)燃用固體燃料、管束為錯列布置燃用固體燃料、管束為順列布置3屏式過熱器（半輻射式屏式過熱器）受熱面)1)(1 (1121dfQQK第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法4對管式空氣預(yù)熱器1121K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法5回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2111kyxxCK第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法三、對流放熱系數(shù)傳熱學(xué)的知識，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)制對流換熱的準(zhǔn)則數(shù)方程為mnPrReCNu 第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法計算舉例（詳查標(biāo)準(zhǔn)）1氣流橫向沖刷光滑管束的對流放熱系數(shù)1)順列管束64. 0Re177. 0zCNu 第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法 或64. 0)(177.

7、 0wddCzd2)錯列管束氣流橫向沖刷束時，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的特征數(shù)方程為第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法33. 06 . 0PrReszCCNu 或33. 06 . 0Pr)(wddCCszd2流體縱向沖刷光滑管束的對流放熱系數(shù)工質(zhì)及管式空氣預(yù)熱器中管內(nèi)流動的煙氣或空氣:4080.PrRecNu 14 . 08 . 0Pr)(023. 0ccWddtdldld第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法3回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器煙氣與空氣側(cè)對流放熱系數(shù)40830030.dlPrRed.第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法四、燃燒產(chǎn)物的輻射傳熱系數(shù)對流放熱量與溫差的一次方成正比，輻射換熱與煙氣溫度四次方和管壁溫度四次方

8、之差值成比例。燃燒產(chǎn)物的輻射傳熱系數(shù)，把輻射換熱量計算在總的對流換熱之中fd1第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法燃燒產(chǎn)物的輻射傳熱系數(shù)計算式第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法TTTTTaaababhgbf1121107 .5438含灰氣流不含灰氣流TTTTTaagbgbqgbf1121107 . 56 . 338第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)一、灰污系數(shù)第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響灰污系數(shù)是考慮

9、燃用固體燃料時，橫向沖刷錯列布置光管管束灰垢的影響01hdcc二、受熱面的熱有效系數(shù) 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響當(dāng)鍋爐燃用固體燃料時，順列布置的管束以及燃用液體和氣體燃料的各種布置的管束采用熱有效系數(shù)來表示灰垢對傳熱的影響。 對于順列布置的對流過熱器、凝渣管、再熱器及直流鍋爐的過渡區(qū)等受熱面，燃用貧煤和無煙煤時，=0.6；燃用煙煤、褐煤和洗中煤時，=0.65；燃用油頁巖時，=0.6。 三、受熱面的利用系數(shù) 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響空氣預(yù)熱器采用利用系數(shù)綜合表示灰垢和煙氣沖刷不均勻的影響 燃料管式空氣預(yù)熱器板式空氣預(yù)熱器鑄鐵肋片式空氣預(yù)熱器除下列燃料外其他燃料0.750.8

10、50.80重油0.650.750.70天然氣、木材0.700.800.70三、受熱面的利用系數(shù) 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響另外，由于屏式受熱面都布置在爐膛頂部煙氣進(jìn)入水平煙道的轉(zhuǎn)彎處，煙氣流速易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，因此，屏式過熱器在計算煙氣側(cè)放熱系數(shù)時，也采用利用系數(shù)來考慮煙氣對屏的沖刷不均勻?qū)鳠徇^程的影響。當(dāng)平均煙氣流速大于4m/s時，取=0.85，隨煙氣流速的降低，不均勻性相對增加, 值減小。 四、受熱面表面灰污層溫度 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響輻射受熱面管壁外表面的溫度亦即沉積在管子外部灰渣層的平均溫度 HQBttjhg)1(2對進(jìn)口煙溫小于400的省煤器 25 tth

11、g對進(jìn)口煙溫大于400的單級省煤器或雙級布置省煤器的上級省煤器，或直流鍋爐的過渡區(qū)，燃燒固體燃料或液體燃料時 100 tthg第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算溫壓：參與熱交換的兩種介質(zhì)在整個受熱面中的平均溫差。溫壓的大小與兩種介質(zhì)在受熱面內(nèi)的溫度變化、流動方向有關(guān)常見的流動方式有：順流、逆流、串聯(lián)混合流、平行混合流和交叉混合流一、順流和逆流t“t“順流順流蒸發(fā)受熱蒸發(fā)受熱面面t

12、ttt“t“t逆流逆流逆流逆流第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算順流的平均溫壓xdxdslttttttttt lnln第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算逆流的平均溫壓tttttnl ln第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算二、串聯(lián)混合流系統(tǒng) nlchtt第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算三、并聯(lián)混合流系統(tǒng)nlbhtt第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算四、交叉流系統(tǒng)第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算nljctt第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)第六節(jié) 對流換熱面積和

13、流速的計算一般原則壁面兩側(cè)放熱系數(shù)相差很大，放熱系數(shù)小側(cè)的濕潤面積為傳熱面積放熱系數(shù)相近，管子內(nèi)外表面積的算術(shù)平均值作為傳熱面積。一、對流換熱面積1過熱器、再熱器、省煤器和鍋爐凝渣管束等受熱面，換熱面積以管子煙氣側(cè)表面積計算。)(22mFxHpp第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算2管式空氣預(yù)熱器換熱面積以管內(nèi)外表面積的平均值計算。3回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的換熱面積按蓄熱板兩側(cè)面積之和計算。4屏式過熱器的換熱面積屏式過熱器是一半輻射式受熱面，傳熱面積按平壁表面積計算：二、對流受熱面流體流速計算對流放熱系數(shù)需介質(zhì)的流速（介質(zhì)的平均體積流量和介質(zhì)流通截面積），溫度不斷變化，體積流量也隨之變化，因此，流體的流

14、速不恒定。流體流速是指在定性溫度下、規(guī)定的流通截面上的平均流速。定性溫度一般取為流體進(jìn)出口截面上的溫度的算術(shù)平均值。第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算1介質(zhì)平均體積流量煙氣的平均體積流量273)273(rjyVBV273)273(0tVBVjkyk第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算DvVs空氣的平均體積流量水和水蒸氣的平均體積流量2介質(zhì)的平均流通截面積1）計算原則有效流通截面積系指煙道橫斷面的內(nèi)側(cè)總面積與管束所占面積的差值。ldzabF142ndzF第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算42dzabF2）介質(zhì)橫向沖刷光管的流通截面3）介質(zhì)縱向沖刷光管的流通截面積第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二

15、節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)一般對流受熱面的校核計算流程否是已知結(jié)構(gòu)和熱力計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)已知受熱面進(jìn)口煙溫和進(jìn)口（或出口）工質(zhì)溫度假設(shè)出口煙氣溫度、或出口（或進(jìn)口）工質(zhì)溫度利用熱平衡方程計算未知的煙溫或工質(zhì)溫度及對流換熱量計算平均傳熱溫壓及傳熱系數(shù)利用傳熱方程計算對流傳熱量校核對流傳熱量差值滿足要求？該受熱面計算結(jié)束迭代計算過程先假定其中一種介質(zhì)的終溫，按熱平衡方程式求出受熱面的吸熱量并計算出另一種介質(zhì)的終溫，計算傳熱系數(shù)和溫壓，按傳熱方程式計算受熱面的吸熱量，傳熱方程計算的熱量應(yīng)該等于熱平衡方程計算的煙氣放熱量或工質(zhì)吸收的熱量否則重新假定終溫后再行計算，直至熱量之差不超過2%第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)噴水減溫器熱量平衡相關(guān)計算熱量平衡：第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)噴水減溫器過熱器過熱器,qqiDjwiD,qhiDqqjwiiijwqjwsqiDiiD)(減溫水量計算jwsqjwqqhiiiDDDD第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點(diǎn)不同的受熱面的計算有