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IP屬地：湖北 上傳時間：2021-06-12 格式：PPT 頁數(shù)：37 大?。?81.50KB 積分：30 舉報 版權(quán)申訴

1、第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?本章內(nèi)容： 1、傳熱計算的3個基本方程（傳熱方程、煙氣和 工質(zhì)的熱平衡方程）； 2、傳熱方程中各項變量的計算（溫差、傳熱系 數(shù)、污染系數(shù)、傳熱面積）。 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?對流傳熱的特點對流傳熱的特點 1、就對流傳熱本身而言、就對流傳熱本身而言 考慮考慮溫度溫度的影響的影響 考慮考慮氣流速度氣流速度的影響的影響 2、同時需考慮、同時需考慮管間煙氣的輻射管間煙氣的輻射影響影響 3、靠近、靠近爐膛出口的受熱面爐膛出口的受熱面，需考慮直接接受，需考慮直接接受爐內(nèi)輻射傳熱爐內(nèi)輻射傳熱 的影響（下一章：半輻射式受熱面）的

2、影響（下一章：半輻射式受熱面） 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?對流傳熱計算的基本任務(wù)對流傳熱計算的基本任務(wù) 設(shè)計計算設(shè)計計算：已知對流受熱面的吸熱量，求該受熱面的：已知對流受熱面的吸熱量，求該受熱面的 結(jié)構(gòu)尺寸。結(jié)構(gòu)尺寸。 校核計算校核計算：已知受熱面的結(jié)構(gòu)尺寸，校核該受熱面的：已知受熱面的結(jié)構(gòu)尺寸，校核該受熱面的 進出口參數(shù)。進出口參數(shù)。 對流傳熱的基本方程式對流傳熱的基本方程式 一、一、煙氣對流放熱量煙氣對流放熱量 二、二、工質(zhì)對流吸熱量工質(zhì)對流吸熱量 三、三、對流傳熱量對流傳熱量 熱平衡熱平衡： tr c ab c re c QQQ ) 110(/ kgkJ B t

3、KH Q cal tr c )410(/)( kgkJii B D Q cal ab c )210(/ 0 kgkJIIIQ l re c 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?順流或逆流順流或逆流（或五次以上交叉流按順流計算）：（或五次以上交叉流按順流計算）：對數(shù)平均溫差對數(shù)平均溫差 端差之比端差之比 tlar/ tsma 1.7，則可采用算術(shù)平均溫差，則可采用算術(shù)平均溫差 混合流混合流（圖（圖10-4）和）和交叉流交叉流（圖（圖10-5，管式空氣預(yù)熱器）：按逆流傳熱，管式空氣預(yù)熱器）：按逆流傳熱 溫壓乘修正系數(shù)溫壓乘修正系數(shù) 任何復(fù)雜的流動方式任何復(fù)雜的流動方式，當(dāng)順流溫壓和

4、逆流溫壓之間滿足，當(dāng)順流溫壓和逆流溫壓之間滿足 tpar 0.92 tcou )1410( cou tt )1210( ln sma lar smalar t t tt t )1710( 2 coupar tt t )1310( 2 avav smalar t tt t 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?一、管式承壓受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)一、管式承壓受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 忽略金屬管壁的熱阻和不計管內(nèi)結(jié)垢忽略金屬管壁的熱阻和不計管內(nèi)結(jié)垢 )1910(; 11 1 21 ash ash K 污染系數(shù) )1810()/( 11 1 2 21 CmkWK sc sc m m ash ash 第十章

5、第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?燃用固體燃料時，錯列布置的橫向沖刷燃用固體燃料時，錯列布置的橫向沖刷光管管束（可用于省煤器），光管管束（可用于省煤器）， 其灰層熱阻用灰污系數(shù)其灰層熱阻用灰污系數(shù) 考慮考慮 其余情況下其余情況下采用熱有效系數(shù)（采用熱有效系數(shù)（ , 管子污染狀況下的傳熱系數(shù)與清潔管子污染狀況下的傳熱系數(shù)與清潔 狀況下的傳熱系數(shù)的比值狀況下的傳熱系數(shù)的比值）法計算受熱面的傳熱系數(shù)）法計算受熱面的傳熱系數(shù) 管內(nèi)為水、汽水混合物或超臨界壓力以上的過熱蒸汽，可簡化為管內(nèi)為水、汽水混合物或超臨界壓力以上的過熱蒸汽，可簡化為 )1910(; 11 1 21 ash ash K

6、)2010( 11 1 )( )2210( 11 21 0 21 0 K KK 的傳熱系數(shù)清潔管0 )1910()2310( 1 1 1 1 KorK 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?二、擴展表面式承壓受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)二、擴展表面式承壓受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 外表面擴展式受熱面較多地采用鰭片式和肋片式（一般用于省煤器以外表面擴展式受熱面較多地采用鰭片式和肋片式（一般用于省煤器以 強化煙氣側(cè)的傳熱），對省煤器，按強化煙氣側(cè)的傳熱），對省煤器，按煙氣側(cè)全部表面積計算傳熱系煙氣側(cè)全部表面積計算傳熱系 數(shù)數(shù)。 f為鰭片或肋片效率；為鰭片或肋片效率； hs為鰭片管或肋片管的受熱面效率。為鰭片管

7、或肋片管的受熱面效率。 )2710( )2610( 1 1 ) 1 ( 1 )2510()( 1 1 1 11 H H H H K H H H H K t f f hs hs hs hs t f f 或 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?三、空氣預(yù)熱器傳熱系數(shù)三、空氣預(yù)熱器傳熱系數(shù) 采用受熱面的利用系數(shù)采用受熱面的利用系數(shù) 來綜合考慮灰分的污染、氣流對受熱面沖刷來綜合考慮灰分的污染、氣流對受熱面沖刷 的不完善等的影響。的不完善等的影響。 管式空氣預(yù)熱器管式空氣預(yù)熱器 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 x1、x2分別為煙氣、空氣流通截面積份額。分別為煙氣、空氣流通截面積份額。

8、)2810( 11 21 21 21 K )2910( 11 2211 xx K 結(jié)合，：（灰層熱阻、沖刷不均，不穩(wěn)定換熱）,與轉(zhuǎn)速有關(guān) 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?放熱系數(shù)計算涉及：煙氣對管壁的放熱系數(shù)放熱系數(shù)計算涉及：煙氣對管壁的放熱系數(shù) 1和和管壁對受熱介質(zhì)的放管壁對受熱介質(zhì)的放 熱系數(shù)熱系數(shù) 2。 煙氣對管壁的放熱系數(shù)煙氣對管壁的放熱系數(shù) 1，一般包括煙氣的對流放熱系數(shù)，一般包括煙氣的對流放熱系數(shù) c和管間煙氣和管間煙氣 容積的輻射放熱系數(shù)容積的輻射放熱系數(shù) r 。 影響對流放熱系數(shù)的因素影響對流放熱系數(shù)的因素 氣流流速氣流流速 溫度溫度 管子尺寸管子尺寸 管束

9、沖刷方式管束沖刷方式 管束布置方式管束布置方式 物性參數(shù)物性參數(shù) )3010()( 1 rc 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?由于影響因素很多，工程上是應(yīng)用相似理論來進行分析得出放熱系數(shù)公式，由于影響因素很多，工程上是應(yīng)用相似理論來進行分析得出放熱系數(shù)公式， 對于鍋爐各受熱面，煙氣、空氣、蒸汽、水等介質(zhì)的流動均為強迫流動。對于鍋爐各受熱面，煙氣、空氣、蒸汽、水等介質(zhì)的流動均為強迫流動。 在不考慮自然對流影響的情況下，穩(wěn)定對流放熱具有下列關(guān)系：在不考慮自然對流影響的情況下，穩(wěn)定對流放熱具有下列關(guān)系： 一、光管對流受熱面的對流放熱系數(shù)一、光管對流受熱面的對流放熱系數(shù) 1. （煙

10、氣）橫向沖刷橫向沖刷 順列管束順列管束 錯列管束錯列管束 )3510(PrRe211. 0 34. 0651. 0 Nu )3110(PrRe nm CNu )3610(PrRe345. 0 36. 06 . 0 Nu 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?2. 縱向沖刷（蒸汽和管式空氣預(yù)熱器中的介質(zhì)）縱向沖刷（蒸汽和管式空氣預(yù)熱器中的介質(zhì)） 超臨界水和蒸汽的放熱系數(shù)超臨界水和蒸汽的放熱系數(shù)公式公式10-39，10-40 二、擴張受熱面的對流放熱系數(shù)（用于省煤器）二、擴張受熱面的對流放熱系數(shù)（用于省煤器） 三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的對流放熱系數(shù)三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的對流放熱系數(shù) 定性

11、尺寸：蓄熱板的當(dāng)量直徑（表定性尺寸：蓄熱板的當(dāng)量直徑（表10-7）；定性溫度：進出口流體均溫。）；定性溫度：進出口流體均溫。 C取決于蓄熱板的型式。取決于蓄熱板的型式。 )4910(PrRe 4 . 08 . 0 CNu )3710(PrRe023. 0 4 . 08 . 0 tLC CNu 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?四、輻射放熱系數(shù)四、輻射放熱系數(shù) 煙氣和灰污壁面之間的熱交換煙氣和灰污壁面之間的熱交換qR，應(yīng)為多次吸收和反射的結(jié)應(yīng)為多次吸收和反射的結(jié) 果。為簡化果。為簡化 起見，僅考慮一次吸收的能量，但用加大壁面黑度的辦法來對多次吸收起見，僅考慮一次吸收的能量，但用

12、加大壁面黑度的辦法來對多次吸收 進行補償。把壁面黑度取為實測灰污壁面黑度進行補償。把壁面黑度取為實測灰污壁面黑度 2與絕對黑體的黑度之間的與絕對黑體的黑度之間的 平均值即，平均值即，( 2 +1)/2 0.9，這樣，這樣， 煙氣輻射放熱系數(shù)煙氣輻射放熱系數(shù)（適合于含灰氣流）（適合于含灰氣流） )5110()/( )/(1 )/(1 9 . 0 2 12 3 123 101 21 CmkW TT TT T TT qR r )5010()(9 . 0 4 2 4 101 TTqR 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?煙氣黑度煙氣黑度 介質(zhì)的吸收減弱系數(shù)介質(zhì)的吸收減弱系數(shù) 輻射層有效

13、厚度輻射層有效厚度 )5710(9 . 0 .25. 04 . 0)( )5610() 1 4 (9 . 0 )5510(6 . 3 1 2 21 i dS T d ss dS m F V S 煙氣在管內(nèi)縱向沖刷 和，分別乘系數(shù)高時鰭片管和肋片管 光管管束 )5310(1 1 Ska e )5410( 1 mkrkk ashashga 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?灰污表面溫度灰污表面溫度 對墻式受熱面和對流過熱器對墻式受熱面和對流過熱器 對省煤器對省煤器 對于入口煙溫400的省煤器，取T60，當(dāng)400 時 值可相應(yīng)減小，但不低于T 25。 )5810( )( ) 1 (

14、)273( 2 2 K H QQB tT rccal )5910()273( 2 KTtT 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?在對流受熱面的傳熱計算中，用來表示受熱面的灰污在對流受熱面的傳熱計算中，用來表示受熱面的灰污 程度有三種系數(shù)：程度有三種系數(shù)： 一、污染系數(shù)一、污染系數(shù) 二、熱有效系數(shù)二、熱有效系數(shù) 三、利用系數(shù)三、利用系數(shù) 四、鰭（肋）片效率（圖四、鰭（肋）片效率（圖10-12） 污染系數(shù)污染系數(shù) 定義定義 適用于固體燃料錯列布置管束，用經(jīng)驗式計算或查圖適用于固體燃料錯列布置管束，用經(jīng)驗式計算或查圖 )6110(

15、0 dgrC C 210 21 0 111 111 )6010( 11 K K KK ash ash 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?一、污染系數(shù)（灰污系數(shù)） ：灰層的熱阻。 （式10-19,60） 計算： （式10-6163） （1）與灰的粒徑成反比； （2）與煙氣流速成反比； （3）與縱向相對節(jié)距成正比； （4）與管徑成正比； （5）與積灰類型、是否吹灰有關(guān)。 （表10-3） h h 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?二、熱有效系數(shù) ：有灰層的K與沒有灰層的K0之比。 （式10-21） 適用于 燃用固體燃料的順列光管管束(表10-4) 燃用液體、氣體燃

16、料的所有光管管束 計算： （表10-4） 影響因素：類同。 0 K K 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?利用系數(shù)利用系數(shù) 考慮氣流對受熱面橫向沖刷不完善（均勻性程度）的影考慮氣流對受熱面橫向沖刷不完善（均勻性程度）的影 響響。對于大容量鍋爐，煙氣對過熱器、再熱器、省煤器。對于大容量鍋爐，煙氣對過熱器、再熱器、省煤器 都是橫向沖刷，均勻性較好，都是橫向沖刷，均勻性較好，1.0（式（式10-30）。）。 對于空預(yù)器，考慮氣流沖刷不完善以及受熱面灰污染、對于空預(yù)器，考慮氣流沖刷不完善以及受熱面灰污染、 漏風(fēng)等因素綜合影響漏風(fēng)等因素綜合影響。查表。查表10-5。 第十章第十章 對流

17、受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?三、利用系數(shù)： 受熱面積得到利用（受煙氣沖刷）的程度。 1、的應(yīng)用： （1）影響煙氣側(cè)放熱系數(shù)a1； （式10-30） （2）空氣預(yù)熱器： （式10-28,29） 包括了的影響，并直接放在K中。 2、空氣預(yù)熱器中，對的附加影響因素 （1）管式空氣預(yù)熱器的中間管板數(shù)； （2）燃料含硫、進口風(fēng)溫； （3）漏風(fēng)。 四、鰭（肋）片效率 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?一、對流受熱面的面積一、對流受熱面的面積 當(dāng)管式受熱面按平壁公式計算傳熱系數(shù)時，為減少誤差，應(yīng)當(dāng)管式受熱面按平壁公式計算傳熱系數(shù)時，為減少誤差，應(yīng) 按下述原則確定受熱面的面積按下述原則

18、確定受熱面的面積H： 當(dāng)壁面兩側(cè)的放熱系數(shù)相差懸殊時，當(dāng)壁面兩側(cè)的放熱系數(shù)相差懸殊時，取放熱系數(shù)較小一側(cè)的管子表面取放熱系數(shù)較小一側(cè)的管子表面 積作為計算受熱面積積作為計算受熱面積。 當(dāng)管子壁面兩側(cè)的放熱系數(shù)同屬一個數(shù)量級，相差不大時，則當(dāng)管子壁面兩側(cè)的放熱系數(shù)同屬一個數(shù)量級，相差不大時，則取相應(yīng)取相應(yīng) 于管子平均直徑的面積作為計算受熱面積于管子平均直徑的面積作為計算受熱面積。 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?24 一、對流受熱面的面積一、對流受熱面的面積 過熱器、再熱器和省煤器：過熱器、再熱器和省煤器：H=管子外表面積管子外表面積 管式空預(yù)器：管式空預(yù)器：H=煙氣側(cè)和空氣

19、側(cè)的平均表面積煙氣側(cè)和空氣側(cè)的平均表面積 再生式空預(yù)器：再生式空預(yù)器：H=2蓄熱板面積蓄熱板面積 附加受熱面：附加受熱面：H=爐墻面積爐墻面積角系數(shù)（膜式壁角系數(shù)為角系數(shù)（膜式壁角系數(shù)為1.0） 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?二、介質(zhì)流速和流通截面積二、介質(zhì)流速和流通截面積 介質(zhì)流速介質(zhì)流速 煙氣煙氣 空氣空氣 蒸汽蒸汽 流通截面積流通截面積 管內(nèi)介質(zhì)流動管內(nèi)介質(zhì)流動 管外煙氣橫向沖刷管外煙氣橫向沖刷 煙道截面變化時取幾何平均煙道截面變化時取幾何平均 )6810(/sm f D w av )6610(/ 273 )273( sm F VB w avgcal g )6910

20、( 4 )( 2 2 m d ZfF i 或 )6710(/ 273 )273( 0 sm F tVB w avcal a )7010( 2 1 mdlZabF )7010( 2 a FF FF F 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的受熱面積、流通截面 積和當(dāng)量直徑 1、轉(zhuǎn)子有效截面積Fa （式10-71） 2、受熱面積 （式10-72） 3、各分倉流通截面積 （式10-74） 受熱面占據(jù)的截面積 （式10-75） 4、當(dāng)量直徑 （式10-76） FaF hFCH ihsai xfFF h H f hs hs 2 hs hsa hs hsa eq l f

21、F l fF U F d 2 2 44 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?四、附加受熱面的計算 （1）附加受熱面積超過5%的主受熱面： 附加受熱面單獨計算。計算時： 1） 傳熱溫差： a 與主受熱面并行布置： b 布置在主受熱面之后： 2）傳熱系數(shù)：同主受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)； 3）允許的誤差： （主受熱面： ） （2）附加受熱面積不超過5%的主受熱面： 合并到主受熱面中計算。 avav tt av tt %10%2 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?一、對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎愕幕静襟E 已知：受熱面的結(jié)構(gòu)尺寸，進口煙氣溫度，進口工質(zhì)溫 度。 求：出口的煙氣溫度，出口工

22、質(zhì)溫度，以及受熱面的吸 熱量。 第十章第十章 對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎銓α魇軣崦鎮(zhèn)鳠嵊嬎?29 對流傳熱計算的基本步驟對流傳熱計算的基本步驟 由基本的結(jié)構(gòu)尺寸求計算受熱面積H，煙氣的流通截面F， 工質(zhì)的流通截面f，有效輻射層厚度S。 假定煙氣的出口溫度” ，求出口煙氣焓I” 。 求出煙氣的對流放熱量Qcre，若吸收爐膛的輻射傳熱，則需 求出吸收爐膛的輻射熱Qr。 由Qcre = Qcab，求出工質(zhì)的出口焓I” ，并查得溫度t” 。 求平均傳熱溫壓t 求煙氣流速wg、工質(zhì)流速w 求煙氣側(cè)的對流放熱系數(shù)1 求工質(zhì)側(cè)的對流放熱系數(shù)2 對流傳熱計算的基本步驟對流傳熱計算的基本步驟 求煙氣黑度1 求灰污壁溫T

23、2 求煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)r 根據(jù)燃料種類、受熱面布置選取污染系數(shù)、熱有效系數(shù)、利用系數(shù) 求傳熱系數(shù)K 求對流傳熱量Qctr 校核 %5 %2 100 Q Q Q QQ Q re c re c tr c 凝渣管 、省、屏、空）主受熱面（對流過、再 則計算滿足要求,否則重新假設(shè)煙氣出口溫度（第2步）計算。 31 對流傳熱計算的三個基本公式；對流傳熱計算的三個基本公式； 空氣預(yù)熱器的放熱、吸熱公式和漏風(fēng)的影響；空氣預(yù)熱器的放熱、吸熱公式和漏風(fēng)的影響； 傳熱溫壓的計算及其條件傳熱溫壓的計算及其條件; 傳熱系數(shù)的定義和各主要受熱面計算時傳熱系數(shù)公式的傳熱系數(shù)的定義和各主要受熱面計算時傳熱系數(shù)公式的 具體

24、形式具體形式; 對流放熱系數(shù)和煙氣輻射放熱系數(shù)的計算；對流放熱系數(shù)和煙氣輻射放熱系數(shù)的計算； 污染系數(shù)、熱有效系數(shù)和利用系數(shù)的意義和應(yīng)用污染系數(shù)、熱有效系數(shù)和利用系數(shù)的意義和應(yīng)用; 各種對流受熱面面積的計算；各種對流受熱面面積的計算； 擴展受熱面的傳熱計算及其特點。擴展受熱面的傳熱計算及其特點。 本章小結(jié) 對承壓受熱面，漏風(fēng)的焓取冷空氣焓對承壓受熱面，漏風(fēng)的焓取冷空氣焓 。 管式空氣預(yù)熱器管式空氣預(yù)熱器（漏風(fēng)焓按進出口空氣平均溫度計算）（漏風(fēng)焓按進出口空氣平均溫度計算） 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器（分冷、熱段）回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器（分冷、熱段） 采用煙氣擋板時平行煙道內(nèi)受熱面采用煙氣擋板時平行煙道內(nèi)受熱面 D,t,iD,t,i 00 1 1 1 yk IIII , , 00 2 2 (1) yk III 0 2 , k tI 0 , , ll tI 0 l re c IIIQ kgkJ 2 00 1 00 ) 1( ) 1( ag ag III III )( 2 00 aa re c IIII