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蓄熱球與蜂窩體的蓄熱能力及傳熱能力的對比

發(fā)布時間:2022/08/26 行業(yè)新聞 標簽:莫來石聚輕磚瀏覽次數(shù):508

        為了比較首先敘述一下蓄熱球的透熱深度。根據(jù)蓄熱球表面熱流強度和下列物理參數(shù),可以計算出蓄熱球的透熱時間和透熱深度。蓄熱球的物理參數(shù)取值如下:導熱系數(shù)1.6W/m·K;比熱:1100J/kq·K;重度:2800 kq/m³;小球直徑:φ15mm導溫系數(shù)為:0.00187m㎡/h通過計算和實際測定得知在蓄熱體加熱和冷卻過程中,薔熱體的表面熱流強度隨溫度降低而有所下降,在正常換向周期內(nèi),表面熱流強度變化幅度很小約5%以內(nèi),因此可按表熱流強度不變來計算。在前面給出的各參數(shù)條件下,表面與中心達到恒定溫差的時問為22秒,22秒后表面與中心保持恒定溫差等速升溫,恒定溫差值為33℃。也就是說φ15mm小球約22秒即可熱透(由均一溫度到有恒定溫差)。如果由升溫轉(zhuǎn)變到降溫即由正向溫差轉(zhuǎn)變?yōu)樨撓驕夭顒t按時間加倍計算約44秒。由上得知;如果換向周期為60秒,則在一個換向周期內(nèi)蓄熱球已可以從正向溫差轉(zhuǎn)變?yōu)樨撓驕夭睿顭崆蛑袥]有不參與熱交換的“芯子”但是 ,由于蓄熱球內(nèi)外存在溫差,球的蓄熱能力要下降。下降值計算如下:假定球加熱到表面溫度115O℃,則中心溫度為1150±33 ,由蓄熱球內(nèi)部呈拋物線溫度分布求出蓄熱球的平均溫度,平均溫度為1136~1164~C。在這個溫度分布下,可以等效認為無溫差蓄熱球重度由2800kg/m³ 變?yōu)?767kg/m³ (即用比重2800kg/m³的蓄熱球,只能按2767kg/m³計算蓄熱量 )。重度下降不到2%。目前蓄熱球重度約2500~3500kg 。下降幅度可忽略不計。

1:蓄熱球與蜂窩體蓄熱能力的比較

        小球比重取2800kg/m³ 、直徑取φl5,每1000(n)m³/h空氣約需小球240~280kg,按260kg計算 ,小球每升降1度的蓄熱量為260×1.1=286kJ/℃。如果換向時間為1分鐘,空氣加熱溫度為1150℃,則空氣從蓄熱體接受到27000kJ熱量。由于空氣接受的熱量是從蓄熱體降溫放出來的,因此60秒內(nèi)蓄熱球?qū)亟禐?5℃,空氣降溫也接近95℃。蓄熱體的熱惰性愈大,空氣預熱溫度的波動愈小。預熱溫度的平均值為1102.5℃,換向時間愈長空氣平均下降幅度愈大。單位為標態(tài)(0℃,1標準大氣壓)立方米,用(n)表示。用同樣方法計算蜂窩體的蓄熱能力,仍以1000(n)m³/h空氣為基準,每1000(n)m³/h空氣需蜂窩體重量約130~150kg,為蓄熱球重量的50%~60%,較輕的蓄熱體降低了蓄熱能力,它的熱惰性比蓄熱球大約小一半,空氣溫度下降速度約每秒3度。如果換向時間仍為1分鐘 ,則蜂窩式蓄熱體換向前后溫降約180℃~200℃,由于蓄熱體溫度的降低空氣預熱溫度也等幅下降,空氣平均預熱溫度要比小球式蓄熱體低45℃ ~50℃。預熱溫度降低將使燃料的熱利 用率降低。兩者比較燃料消耗要增加約5%。(如果用經(jīng)濟來比較,大約每年節(jié)約的燃料費相當于所用蜂窩體價值數(shù)倍)如果要使空氣預熱溫度相同,則換向時間只能為30秒,換向閥壽命將相差一倍,同時空煤氣換向損失也將增加一倍 ,空氣換向損失的是熱空氣 ,煤氣 換向損失的是煤氣,換向損失將增加煤氣 0.6%左右 。 蓄熱體越大換向損失也越大。因此過分減少換向時間不一定有利 。

2 蓄熱球與蜂窩體傳熱能力比較

       仍用上面參數(shù)來加以說明,每預熱1000 (n)m/h取φ15mm蓄熱球260kg蜂窩體取140kg(0.185m³)進行比較。蓄熱球具有表面積38㎡,蜂窩體具有表面積106㎡,表面積為蓄熱球的2.8倍。但是由于蓄熱球中氣流成不規(guī)則流動,蓄熱球表面的附面層被減薄和破壞,因此表面的傳熱強度要比蜂窩體大很多,約為蜂窩式蓄熱體的3.5倍。 兩者比較小球式蓄熱體的傳熱能力比蜂窩體要大。由于傳熱能力的影響因素較多,流速 、流體擾動 、流道長度等 ,這里是在相同流體阻力下的比較 。

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