1、對(duì)流受熱面的傳熱,第四章 對(duì)流受熱面的傳熱計(jì)算,對(duì)流受熱面的傳熱,4-1 基本方程式 一、對(duì)流受熱面 是指爐膛出口后煙氣行程中所有用來交換煙氣熱量的受熱面。 特點(diǎn)： （1）對(duì)流傳熱方式為主 （2）由于煙氣中含有三原子氣體及飛灰，受熱面還接受煙氣的輻射放熱。為一復(fù)合傳熱過程。 （3）布置在爐膛出口處的對(duì)流受熱面還直接受來自爐膛的輻射熱 。,對(duì)流受熱面的傳熱,4-2 傳熱過程和傳熱系數(shù) 傳熱過程： 三個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié) （1）從熱流體（煙氣）到壁面高溫側(cè)的熱量傳遞。由于積灰，管外壁上有灰層，實(shí)際上是熱流體向灰層外表面放熱。 （2）從壁面高溫側(cè)向低溫側(cè)的熱量傳遞。 （3）從壁面低溫側(cè)向冷流體的熱量傳遞。由于

2、有結(jié)垢，實(shí)際上是垢層由表面對(duì)冷流體的放熱。,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,說明各符號(hào)的意義，注意：d1, d2, d3, 為平均直徑，整理得：,以灰層外表作為計(jì)算基礎(chǔ)的圓管傳熱系數(shù)K為,對(duì)流受熱面的傳熱,分析與說明：,對(duì)流受熱面的傳熱,(a)當(dāng)管壁兩側(cè)的放熱系數(shù)相差很大時(shí)，以放熱系數(shù)小的側(cè)面積作為計(jì)算傳熱面積。 (b)當(dāng)兩側(cè)的放熱系數(shù)相當(dāng)時(shí)，以內(nèi)、外壁的表面積的算術(shù)平均值作為計(jì)算傳熱面積。,對(duì)流受熱面的傳熱,實(shí)用的傳熱系數(shù)計(jì)算式,1對(duì)流式過熱器,對(duì)流受熱面的傳熱,4-3 對(duì)流放熱系數(shù) 由傳熱學(xué)，受迫流動(dòng)下,對(duì)于鍋爐對(duì)流受熱面，影響的因素有物性，流速，溫度。管束中管子布置方式及結(jié)構(gòu)特性，受

3、熱的沖刷方式等。 放熱系數(shù)的值多是在專門試驗(yàn)臺(tái)上用試驗(yàn)方法確定，用相似理論方法加以整理，得出各種實(shí)用的計(jì)算公式。,對(duì)流受熱面的傳熱,一、橫向沖刷管束時(shí)的對(duì)流放熱系數(shù) 錯(cuò)列布置時(shí),對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,3. 討論： (1) Re的影響較大,對(duì)流受熱面的傳熱,4-4 輻射放熱系數(shù) 一、計(jì)算公式 管間煙氣中含有三原子氣體及飛灰，具有輻射能力，與對(duì)流受熱面有輻射換熱，由于煙氣及鑒定壁都不是黑體，輻射能要經(jīng)歷多次吸收和反射的過程才能被空氣吸收，數(shù)學(xué)上嚴(yán)格處理較困難，只能近似處理。,對(duì)流受熱面的傳熱,假定固體燃料所生成的含灰煙氣與管束均為灰體，因此是兩個(gè)灰體之間的輻射換熱。

4、,對(duì)流受熱面的傳熱,當(dāng)燃用氣體和液體燃料時(shí)，煙氣為不含灰氣流，有效輻射成分僅是三原子氣體，此時(shí)，煙氣的吸收率不等于黑度，即煙氣不能作為灰體來處理。,對(duì)流受熱面的傳熱,最后,對(duì)流受熱面的傳熱,二、煙氣黑度，灰壁溫度等的計(jì)算,對(duì)流受熱面的傳熱,灰壁溫度的計(jì)算： 屏式受熱面，對(duì)流過熱器及包墻管過熱器，可按阻疊加原理計(jì)算,對(duì)流受熱面的傳熱,三、對(duì)流煙道中氣室輻射的影響 對(duì)流煙道中往往有空的氣室存在，如轉(zhuǎn)彎氣室，各級(jí)受熱面之前或級(jí)間的氣室，這些氣室中的煙氣具有輻射能力。 氣室對(duì)四周的輻射熱量,對(duì)流受熱面的傳熱,4-5 對(duì)流受熱面污染及沖刷不完全對(duì)傳熱的影響 受熱面上的積灰及沖刷不完全壁免不了,一般用，及

5、來考慮影響的大小,對(duì)流受熱面的傳熱,一、污染系數(shù),對(duì)流受熱面的傳熱,一般,則,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,二、熱有效系數(shù),由試驗(yàn)確定其值的大小。 用于考慮當(dāng)鍋爐燃用固體燃料時(shí)，順利布置的管束以及燃用液體燃料和氣體燃料的各種布置的管束因積灰污染對(duì)傳熱的影響。 例如：,其它 查閱有關(guān)手冊(cè),對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,4-6 傳熱溫壓,鍋爐受熱面，有時(shí)布置較復(fù)雜，既非純順流也非純逆流，但由傳熱學(xué)，我們已知，逆流布置時(shí)，溫壓最大，順流時(shí)最小，其它情況的溫壓均介于這兩者之間。,對(duì)流受熱面的傳熱,冷熱

6、流體的布置系統(tǒng)分平行流和交叉流兩種。 1平行流又分串聯(lián)和并聯(lián)混流兩種 串聯(lián)混流 兩段組成，一段順流，另一段逆流 這是對(duì)流式過熱器日常用的布置方案，工質(zhì)的低溫段布置在煙氣的低溫部分，高溫段布置在煙氣的高溫部分。,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱, 并聯(lián)混流 指在同一煙氣流通截面上布置成并行的幾部分，工質(zhì)在煙氣進(jìn)口截面上要往返幾個(gè)行程。,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,2交叉流 此時(shí)，溫壓的大小主要取決于行程曲折次數(shù)及氣流相互流動(dòng)的總趨向（順流或逆流）。,對(duì)流受熱面的傳熱,以上線圖是按各行程受熱面相等的情況作出的，當(dāng)受熱面相差20%時(shí)，仍可采用，否則應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行計(jì)算溫壓。,

7、對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,對(duì)流受熱面的傳熱,4-7 傳熱面積和流速的計(jì)算 一、傳熱面積 當(dāng)管子數(shù)很多時(shí)，以管內(nèi)徑計(jì)算的的面積和以管外徑計(jì)算的面積相差很大。 一般原則： 若管壁兩側(cè)的放熱系數(shù)相差很大而采用平壁傳熱系數(shù)的計(jì)算公式時(shí)，以放系數(shù)小的一側(cè)的濕潤(rùn)面積作為傳熱面積。如果管壁兩側(cè)的熱阻相當(dāng)或放熱系數(shù)相近而采用平壁傳熱系數(shù)的計(jì)算公式是支管子內(nèi)外表面積的算術(shù)平均值作為傳熱面積。,對(duì)流受熱面的傳熱,所以： 凝渣管，鍋爐管束，省煤器，過熱器和再熱器等受熱面，傳熱面積以管外表面積計(jì)算。 管式空預(yù)器，以內(nèi)外表面積的平均值計(jì)算。 回轉(zhuǎn)式ky，按蓄熱板兩側(cè)表面積之和計(jì)算。 屏（半輻射式），按平壁表面積計(jì)算。,對(duì)流受熱面的傳熱,二、流速的確定 流過各受熱的流體的流速在不同的地點(diǎn)都不相同，因?yàn)?截面積發(fā)生變化 流體溫度發(fā)生變化（傳熱發(fā)生） 傳熱計(jì)算中所涉及的流速是指定性溫度下所規(guī)定的流通截面上平均流速。 （a）定性溫度：一般取進(jìn)出口截面上的溫度的算術(shù)平均值。 （b）規(guī)定的流通截面視流體的沖刷方式而定，參閱教材及有關(guān)手冊(cè)。,對(duì)流受熱