第四章-对流受热面的传热

（2）从壁面高温侧向低温侧的热量传递。
（3）从壁面低温侧向冷流体的热量传递。由 于有结垢，实际上是垢层由表面对冷流体的 放热。
即， 热烟气 对流辐射 外壁 导热 内壁对流 工质
烟气对灰层外表面的对流传热量 Qd dd0lt1 tb1
即牛顿冷却公式 我们知道，辐射传热量与两物体温度四次方之差成正比。为了方 便，把高温烟气对灰层外表面的辐射放热也写或牛顿冷却公式的 形式，即
f

—屏的利用系数，s2—屏的管子纵向管节距，
xp—屏的辐射角系数
4．管式空预器
K 1 2 1 2
—利用系数
5．回转式空预器
K
C
11
xy1 xk 2
xy ， xk 烟气侧受热面，空气侧受热面各点总受热面积的份额
§4-3 对流放热系数
由传热学，受迫流动下
（4）管外壁虽有积灰，但一般灰层较薄，即 d0 d1 d （管外径）。
（5）计算表明，无论何种情况，采用平壁传热系数的计算公式来代
替上面的计算公式，即认为 d 1 ，所引起的计算误差不大。但是， dn
传热量的数值受计算传热面积的影响仍很大。实际中，任何情况可以
认为： K
1
1 h
第四章 对流受热面的传热计算
Байду номын сангаас
§4-1 基本方程式
一、对流受热面
是指炉膛出口后烟气行程中所有用来交换烟气热 量的受热面。
特点：
（1）对流传热方式为主
（2）由于烟气中含有三原子气体及飞灰，∴受热 面还接受烟气的辐射放热。为一复合传热过程。
（3）布置在炉膛出口处的对流受热面还直接受来 自炉膛的辐射热 。
错列布置时
d
CsCn

d
R P 0.6 0.33 er
Cs —节距修正系数
Cn —考虑沿气流方向管子排数以
及横向相对节距的修正系数
2. 顺列布置
d
CsCn

d
R P 0.65 0.33
Q f f d 0lt1 t0
总放热量
Q Qd Q f d f d0lt1 tb1
1d0lt1 tb1
d0 —灰层外表面直径 t1 —烟气平均温度 tb1 —灰层外表层温度
Q 1 t1 tb1 d0l
K
1
1
h
1
1 h 2
尽管如此，实际中，上式直接由于确定传热系数仍有困难。 须由实验确定 K 的大小。
实用的传热系数计算式
1．对流式过热器
燃用固体燃料，管束错列布置时
K
1
1 1
1
2
—污染系数
燃用固体燃料，管束顺列布置，以及燃 用气体和液体燃料时
K 1
11
1
K ' 以平壁代圆管
1 h 2
(a)当管壁两侧的放热系数相差很大时，以放热系数小的 侧面积作为计算传热面积。
(b)当两侧的放热系数相当时，以内、外壁的表面积的算 术平均值作为计算传热面积。
（6）理论上，1 为烟气对灰层外表面的放热系数，即应以1h
代替1 。
综合上述，传热系数可一般性地表示为
Q

h h
tb1

tb2
d1l
Q

m m
tb2
tb3 d 2l
Q

g g
tb3
tb2 d3l
Q 2 tb2 t2 d 4l
说明各符号的意义，注意：d1, d2, d3, 为平均直径，整理得：
t1
t2

Q
d 0 l
1
1

h h
一、传热基本方程式
传热方程：Qcr KHt B j
除以B j 表示以每 kg 计算燃料为基础。
热平衡方程：
烟气侧
Qrp

I'
I ''

I
0 lf
工质侧
D i'' i'
Qrp
Bj
Qf
§4-2 传热过程和传热系数
传热过程：
三个串联环节
（1）从热流体（烟气）到壁面高温侧的热量 传递。由于积灰，管外壁上有灰层，实际上 是热流体向灰层外表面放热。
Nu f Re, Pr
dd

f

wd v
, C p

对于锅炉对流受热面，影响的因素有物性，流
速，温度。管束中管子布置方式及结构特性，
受热的冲刷方式等。
放热系数的值多是在专门试验台上用试验方法 确定，用相似理论方法加以整理，得出各种实 用的计算公式。
一、横向冲刷管束时的对流放热系数
（1）K K ' 即理论上传热系数的数值与计算面积有关。于是传热
量的数值也计算面积有关。所以在传热计算时必须搞清二者的关系。
（2）由于一般锅炉的工质经过严格水处理及运行的煮炉情况，
水垢较少或无水垢，即 0 ，d3 d 4 dn （管内径）
（3）由于金属的导热系数较大，金属的热阻可忽略不计，即 m 0 。 m
1
1
Qf Qd


1
2

式中：
1
Qf Qd
—考虑屏式过热器吸收炉膛辐射热影响的系数
Q f —屏吸收炉膛的辐射热量
Qd —屏吸收屏间烟气的辐射和对流的热量
因为：屏的受热面按平壁计算，烟气侧的放热系 数
1
d

d
2s2 x p
1 2
—热有效系数
2．省煤器，真流锅炉的过渡区，蒸发受热面等，燃 用固体燃料，管束错列布置时
K 1
1 1
燃用固体燃料，管束顺列布置及燃用气体和液体燃料时
K 1
对于凝渣管和小型锅炉的锅炉管束，燃用固体燃料时，不
论布置型式如何，K 1
3． 半辐射式屏式过热器
K
1
1

d0 d1


m m

d0 d2

g g

d0 d3

1
2

d0 d4

以灰层外表作为计算基础的圆管传热系数K为
1
K
1
1

h h

d0 d1

m m

d d
0 2

g g

d0 d3

1
2

d d
0 4

同样可得到按垢层内表面为计算基础的传热系数K '
K'
1
1
1

d d
4 0


h h

d4 d1

m m

d4 d2


g g

d d
4 3

1
2
分析与说明：