對流受熱面的傳熱計算

對流受熱面的傳熱計算第一頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-1基本方程式一、對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：（1）對流傳熱方式為主（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流受熱面還直接受來自爐膛的輻射熱。第二頁，共七十二頁，2022年，8月28日第三頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-2傳熱過程和傳熱系數(shù)傳熱過程：三個串聯(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。由于有結(jié)垢，實際上是垢層由表面對冷流體的放熱。第四頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五頁，共七十二頁，2022年，8月28日第六頁，共七十二頁，2022年，8月28日第七頁，共七十二頁，2022年，8月28日第八頁，共七十二頁，2022年，8月28日說明各符號的意義，注意：d1,d2,d3,為平均直徑，整理得：

以灰層外表作為計算基礎(chǔ)的圓管傳熱系數(shù)K為

第九頁，共七十二頁，2022年，8月28日分析與說明：

第十頁，共七十二頁，2022年，8月28日(a)當(dāng)管壁兩側(cè)的放熱系數(shù)相差很大時，以放熱系數(shù)小的側(cè)面積作為計算傳熱面積。(b)當(dāng)兩側(cè)的放熱系數(shù)相當(dāng)時，以內(nèi)、外壁的表面積的算術(shù)平均值作為計算傳熱面積。

第十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日第十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日實用的傳熱系數(shù)計算式

1．對流式過熱器第十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日第十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日第十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日第十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日第十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日第十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-3對流放熱系數(shù)由傳熱學(xué)，受迫流動下

對于鍋爐對流受熱面，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，受熱的沖刷方式等。放熱系數(shù)的值多是在專門試驗臺上用試驗方法確定，用相似理論方法加以整理，得出各種實用的計算公式。第十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日

一、橫向沖刷管束時的對流放熱系數(shù)錯列布置時

第二十頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日3.討論：(1)Re的影響較大

第二十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-4輻射放熱系數(shù)一、計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。

第二十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日第二十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日

②假定固體燃料所生成的含灰煙氣與管束均為灰體，因此是兩個灰體之間的輻射換熱。

第三十頁，共七十二頁，2022年，8月28日

當(dāng)燃用氣體和液體燃料時，煙氣為不含灰氣流，有效輻射成分僅是三原子氣體，此時，煙氣的吸收率不等于黑度，即煙氣不能作為灰體來處理。

第三十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日最后

第三十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日二、煙氣黑度，灰壁溫度等的計算第三十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日灰壁溫度的計算：①屏式受熱面，對流過熱器及包墻管過熱器，可按阻疊加原理計算

第三十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日第三十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日三、對流煙道中氣室輻射的影響對流煙道中往往有空的氣室存在，如轉(zhuǎn)彎氣室，各級受熱面之前或級間的氣室，這些氣室中的煙氣具有輻射能力。氣室對四周的輻射熱量

第三十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日第三十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-5對流受熱面污染及沖刷不完全對傳熱的影響

受熱面上的積灰及沖刷不完全壁免不了一般用ε，ψ及ξ來考慮影響的大小第三十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日

一、污染系數(shù)第三十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日一般

則

第四十頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日二、熱有效系數(shù)

由試驗確定其值的大小。用于考慮當(dāng)鍋爐燃用固體燃料時，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傳熱的影響。

例如：

其它

查閱有關(guān)手冊

第四十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-6傳熱溫壓

鍋爐受熱面，有時布置較復(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，溫壓最大，順流時最小，其它情況的溫壓均介于這兩者之間。第五十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日冷熱流體的布置系統(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①串聯(lián)混流兩段組成，一段順流，另一段逆流這是對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。第五十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日第五十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日②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行程。

第五十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日第六十頁，共七十二頁，2022年，8月28日第六十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日

2．交叉流此時，溫壓的大小主要取決于行程曲折次數(shù)及氣流相互流動的總趨向（順流或逆流）。

第六十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日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，仍可采用，否則應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行計算溫壓。

第六十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日第六十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日第六十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日§4-7傳熱面積和流速的計算一、傳熱面積當(dāng)管子數(shù)很多時，以管內(nèi)徑計算的的面積和以管外徑計算的面積相差很大。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)的計算公式時，以放系數(shù)小的一側(cè)的濕潤面積作為傳熱面積。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。

第六十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日所以：①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算。②管式空預(yù)器，以內(nèi)外表面積的平均值計算。③回轉(zhuǎn)式ky，按蓄熱板兩側(cè)表面積之和計算。④屏（半輻射式），按平壁表面積計算。

第六十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日二、流速的確定流過各受熱的流體的流速在不同的地點都不相同，因為①截面積發(fā)生變化②流體溫度發(fā)生變化（傳熱發(fā)生）傳熱計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。

第六十八頁，共七