
工業燃氣加熱爐傳熱過程及原理應用
網站編輯:admin │ 發表時間:2022-01-07 │
燃料的燃燒產生熱能傳遞給加熱的產品,這是工業爐的作用,這一過程中工業爐的效率高低是傳熱過程中兩類傳熱過程的均衡。
在燃氣加熱爐內部其實進行了傳熱的兩種過程的平衡,一類是強化傳熱過程,一類弱化傳熱過程。前者例如增強向爐內產品的傳熱,以提高爐子的單位生產率和熱效率;增強換熱器中的熱交換,提高廢熱的回收率和空氣的預熱溫度;提高爐子的某些水冷部件的冷卻效果,延長設備的壽命等。后者如減少爐子砌體的熱損失,對爐子實行保溫措施,以提高熱的利用率,節約能源;防止爐內某些部件過熱,采取必要的隔熱保護措施等。
傳熱學是研究熱能傳遞規律的一門科學。物體互相之間或同一物體的兩部分間存在溫度差是產生傳熱現象的必要條件,只要有溫度差存在,熱量總有從高溫向低溫傳遞的趨勢。溫度差普遍存在于自然界里,所以傳熱是一個很普通的自然現象。
傳熱是一種復雜的現象,為了便于研究,根據其物理本質的不同,把傳熱過程分為三種基本方式:傳導、對流、輻射。
(1)傳導 指在沒有質點相對位移的情況下,當物體內部具有不同溫度,或不同溫度的物理直接接觸時,依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產生的熱能傳遞現象。傳導傳熱的固體、液體和氣體中都可能發生。在液體和固體介質中,熱量的轉移主要是依靠彈性波的作用,在金屬內部主要依靠自由電子的運動,在氣體中主要依靠原子或分子的擴散和碰撞。
(2)對流 對流分為兩類:一是由于流體自身的宏觀運動,流體各部分發生相對位移、冷熱流體相互摻混而引起的熱量轉移;二是流體流過與之存在溫差的另一物體表面時所發生的熱交換,稱為對流換熱。后者包含前者,。對流換熱包含有表面附近層流層內的傳導過程和層流層以外的對流過程。
(3)輻射 輻射是一種由電磁波來傳播熱能的過程。它以傳導和對流有著本質的區別,它不僅有能量的轉移,而且伴隨著能量形式的轉化,即熱能轉變為輻射能,輻射出去被物體吸收,又從輻射能轉化為熱能。輻射能的傳播不需要傳熱物體或物體的直接接觸。真空中輻射傳播沒有能量損失。
實際上,在傳熱過程中,很少有單一的傳熱方式存在,絕大多數情況下是兩種或三種方式同時出現。比如燒嘴在燃燒過程中既有對流傳熱又有輻射傳熱,再例如通過爐墻向外散熱的過程,爐內火焰以對流和輻射的方式把熱傳給爐墻,爐墻以傳導的方式把熱由內表面傳到外表面,爐墻外表面再以對流和輻射的方式向外散熱。所以工程上的換熱過程幾乎都是三種基本傳熱方式的復雜組合。對這類復雜過程,有時把它當作一個整體看待,稱為綜合熱交換。