管式加熱爐第六節(jié)對流室的傳熱計算課件

第6節(jié)對流室的傳熱計算6.1概述6.2對流室的計算

6.1概述6.1.1對流室的作用及特點6.1.2對流室的主要計算內容6.1.1對流室的作用及特點作用：降低排出煙氣的溫度；減少加熱爐因為煙氣排空而帶來的熱損失；提高加熱爐的熱效率特點：①以對流傳熱為主；②煙氣除與爐管進行對流傳熱外，其輻射傳熱也占據(jù)很大份額；③對流室的爐墻參與輻射換熱過程6.2對流室的計算6.2.1對流室的可選尺寸6.2.2對流室尺寸的確定6.2.3對流室傳熱面積Act的確定6.2.4過熱蒸汽管的計算6.2.1對流室的可選尺寸燃料中含重金屬較少時：一般采用釘頭管或翅片管，以增加換熱面積強化傳熱；采用較劣質燃料時：采用光管，因其生成的灰比較多；采用釘頭管、翅片管，污垢熱阻會由于灰塵迅速集結而急劇增加；⒈爐管的型式：注：無論采用哪種管子型式，在對流室中都應安裝吹灰裝置，以減小污垢熱阻。6.2.1對流室的可選尺寸對流室爐管排列方式與換熱器中一樣，有正三角形排列和正方形旋轉45o排列，一般采用正三角形排列。⒉爐管的排列方式：6.2.1對流室的可選尺寸對流室管徑尺寸同輻射室，尺寸范圍為60～152mm，多采用60～150mm。在對流室為水平放置的圓筒爐內，對流室通常選用與輻射管相同的直徑及相同的管程數(shù)。⒋管徑：6.2.2對流室尺寸的確定⒈對流室寬度S：

式中：dc－對流管的外徑；nW－每排對流管根數(shù)；S1－管心距；3dc－相當于最外側的對流爐管與對流室爐墻之間的距離。6.2.2對流室尺寸的確定⒉長度L：式中：mg－煙氣的質量流量，kg/h；af－每根光管或釘頭管所占的流通截面積，m2；nW－每排對流管的根數(shù)；Lc－對流管有效長度，m。煙氣的質量流速：對流管有效長度：

6.2.3對流室傳熱面積Act的確定

計算思路和換熱器傳熱面積的計算思路一樣。設對流室熱負荷為Qc，對數(shù)平均溫差為Δtm，總傳熱系數(shù)為Kc，則有：6.2.3對流室傳熱面積Act的確定⒈對流室的熱負荷：

說明：①對流室的熱負荷等于加熱爐的總熱負荷Q減去輻射室熱負荷QR；②遮蔽管包括在輻射室中；③對流室中敷設有過熱蒸汽管，這部分蒸汽所吸收的熱量，應記在對流室的熱負荷中。

6.2.3對流室傳熱面積Act的確定2.對數(shù)平均溫差Δtm：

為確保對流傳熱，煙氣出對流室的溫度τ1’與管內介質入爐的溫度τ1要保持適當?shù)臏夭?，并?jù)此來確定煙氣出對流室的溫度（推薦溫差為100～150℃）。

說明：a.μ、μt－管內介質在平均溫度和管壁溫度下的粘度，Pa·s；b.使用條件：Re>104，0.7<Pr<16700，L/di>60，特別適用于粘性流體。對于空氣，應用0.023代替0.027；c.若關鍵性熱阻在氣膜，可選經驗數(shù)據(jù)，如：當管內為原油時：αi=1163W/(m2·K)；裂化原料：αi=930W/(m2·K)；重油：αi=698W/(m2·K)；

d.加熱爐爐管內的結垢熱阻Ri可查附錄，故包括Ri在內的管內對流傳熱膜系數(shù)為：6.2.3對流室傳熱面積Act的確定3.總傳熱系數(shù)的Kc的計算：

②管外綜合傳熱系數(shù)αo:爐墻的輻射系數(shù)αowαo煙氣的對流傳熱膜系數(shù)αoc煙氣的輻射系數(shù)αorA．煙氣的對流傳熱膜系數(shù)αoc：

a．努塞爾（Nusselt）準數(shù)方程式：

式中：a－與管束的排列形式有關的系數(shù)，正三角形排列時，a=0.33；正方形排列時，a=0.26；Gg－煙氣在最小截面處的質量流速，kg/(m2·s)；dc－對流管的外徑，m。應用條件：煙氣的雷諾數(shù)Reg>30000

A．煙氣的對流傳熱膜系數(shù)αoc：

c．布里吉什（Briggs）準數(shù)方程式：式中：S－翅片與翅片的間隙，m；X－翅片高度，m。環(huán)形（橫向）翅片管，正三角形排列的管束：

B．煙氣的輻射系數(shù)αor：式中：εt－管壁的黑度，εt=0.9；εg－氣體的黑度；αg－氣體的吸收率；Tg，Tt－分別為氣體和管壁的溫度，K。C．爐墻的輻射系數(shù)αow：式中：Tt－管壁平均溫度，K；εt、εw－分別為管壁和爐墻的黑度。6.2.3對流室傳熱面積Act的確定3.總傳熱