炉内传热原理与计算

内容简介

书简明而系统地阐述了炉内传热的基本原理、计算方法。全书共分7章，包括辐射换热的基本理论与计算，层燃炉、室燃炉和循环床锅炉的炉膛传热计算方法，锅炉热力计算方法，以及积灰、结渣对炉膛传热的影响等内容。本书作为衔接基础课“传热学”和“锅炉课程设计”之间的教材，对从基础理论到工程实际的处理方法给予了充分的重视。结合实际的工程案例，提供了完整的炉膛传热和热力计算的实例，并结合最新的研究进展系统介绍了气固两相流的传热和循环流化床锅

炉的传热计算。本书采用国际单位制，并附录了常用的中英文专业词汇，供查阅英文资料时使用。

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，可作为高等学校热能工程类专业的高年级本科生教材或教学参考书，也可供相关专业工程技术人员参考。

目录

第1章热辐射的理论基础和基本性质

1.1热辐射的理论渊源——黑体辐射定律

1.2辐射能量及物体辐射性能的表示

1.3热辐射的基本定律

1.4固体表面热辐射性质

1.5辐射热量的形式

1.6角系数

1.7辐射换热工程计算的简化条件

第2章介质的辐射与吸收

2.1介质辐射与吸收的机理

2.2吸收散射性介质的辐射特性

2.3介质的辐射传递与能量守恒

2.4介质的有效辐射层厚度、吸收率与黑度2.5烟气与火焰的黑度

第3章等温介质与壁面的换热

3.1隔有透明介质的壁面间的辐射换热3.2等温介质与壁面间的辐射换热

3.3有对流的烟气与受热面的辐射换热

第4章流化床传热

4.1流化床的基本概念

4.2两相流对流传热

4.3两相流辐射传热

4.4循环流化床传热计算

第5章炉内传热计算

5.1炉膛传热过程

5.2室燃炉炉膛传热计算

5.3层燃炉炉膛传热计算

5.4流化床锅炉炉膛传热计算

5.5尾部受热面传热计算

5.6锅炉热力计算

第6章受热面积灰和结渣对传热的影响

6.1受热面积灰、结渣的过程和特点

6.2受热面积灰、结渣对炉膛传热的影响

6.3受热面积灰、结渣对对流受热面传热的影响

第7章炉内传热测量

7.1火焰黑度的测量

7.2辐射热流量的测量

7.3两种新型热流计

附录A热辐射常用物理常数

附录B常用的角系数计算公式

附录C炉内传热常用中英文词汇索引

附录D锅炉常用中英文词汇

附录E113.89kg/s（410t/h)高参数燃煤锅炉热力计算例题E1设计任务

E2燃料特性

E3锅炉的基本结构

E4辅助计算

E5燃烧室设计及传热计算

E6过热器的设计及传热计算

E7热量分配

E8省煤器结构设计及热力计算

E9 空气预热器结构设计及热力计算

E10 热力计算主要参数汇总

高分子材料换热器有多种形式，如管束式、列管式、管壳式等，它们既可以用来加热，亦可以用来冷却。其换热面积的计算方法如下：一、理论面积计算方法

●加热

1、计算换热量Q（—W.h）

Q=1.16β.γc.V (T2 -T1)

β—热损系数(1.1~1.3) γ—溶液密度(kg/L) c—溶液比热(kcal/ kg) v—溶液体积(L) T1—溶液初温(℃) T2—溶液终温(℃)[即工艺温度]

2、计算换热面积S（—m2）

S=Q/(ΔT.κ.h)

Q—换热量(W.h) h—换热时间(h) κ—换热系数(200~350 W/m2.℃)

ΔT—平均温度(℃)

ΔT的计算方法如下：

——对于换热为潜热（如热媒为蒸汽）

ΔT≈(Ty–Tx)/Ln[(Tz–Tx)/(Tz–Ty)]

其中Tz—饱和蒸汽温度(℃)

Tx—溶液初温(℃) Ty—溶液终温(℃)

——对于换热为显热（如热媒为热水）

ΔT≈[(T1–Ty)–(T2–Tx)]/Ln[(T1–Ty)/(T2–Tx)]

T1—热媒进口温度(℃) T2—热媒出口温度(℃)

Tx—溶液初温(℃) Ty—溶液终温(℃)

●冷却或冷冻

1、计算换热量q（—W）

q=β.V.I

β—附加系系数(1.1~1.3) V—工作电压(v) I—工作电流(A)

2、计算换热面积S（—m2）

S=q/(ΔT.κ)

q—换热量(W) κ—换热系数ΔT—平均温度(℃)

ΔT的计算方法如下：

——对于管束式槽内直接冷却

ΔT≈(T2–T1)/Ln[(T–T1)/(T–T2)]

其中T—工艺温度(℃)

T1—冷媒进口温度(℃) T2—冷媒出口温度(℃)

——对于管壳式槽外循环冷却

ΔT≈[(Tx–T2)–(Ty–T1)]/Ln[(Tx–T2)/(Ty–T1)]

T1—冷媒进口温度(℃) T2—冷媒出口温度(℃)

Tx—溶液进口温度(℃) Ty—溶液出口温度(℃)

★ Ln为自然对数

★ T2主要取决循环泵的流量与换热量的相互关系

二、校核面积计算方法

S =d×3.14×n×L×m

其中d—毛细管公称管径(m) L—毛细管平均长度(m)

n—每组换热器毛细管根数 m—换热器组数

三、说明

换热系数不仅取决于换热方式、换热器的材料以及换热器材料的规格(特别是管壁厚度)，还与溶液的状态（如是否搅拌）等多种因素有关。一般对于热水加热或冷媒冷却，换热系数可取偏下限；对于蒸汽加热则可取偏上限