5蓄热式加热炉传热基本知识

蓄热式加热炉传热基础知识

一传热的基本方式

钢坯加热是通过炉内热交换过程进行的。只要有温度差存在热量，热量总是由高温向低温传递，这种热量传递过程称为传热。传热是一种复杂的物理现象，根据其物理本质的不同，把传热过程分为三种基本方式：

传导、对流和辐射。

1传导传热

没有质点相对位移情况下，物体内部或直接接触的不同物体因为温度差，将热量由高温部分依次传递给低温部分的现象，称为传导传热。

传导传热快慢主要影响因素有：

（1）材料的导热系数。各种材料的导热系数都由实验测定。气体、液体和固体三种比较来看，气体的导热系统一般比较小（仅为

0.006—0.58W/(m·℃）),液体的导热系数一般比气体大（在

0.09—0.7W/（m▪℃）之间），固体的导热系数一般比较大，其中以金属的导热系数最大（在2.8--419W/(m▪℃)之间，纯银的导热系数最高）。而且随着温度的变化，物体导热系数也随着变化。

（2）温度差。温度差越大，传导传热也越强烈，另外温差越大，传热不可逆损失越大。

2对流传热

依靠对流的各部分发生相对位移，把热量由一处传递到另一处的

现象，称为对流传热。

对流传热主要因素不仅有物体的温度差，而且与下列因素有关：

（1）流体流动的情况。

（2）流体流动的性质。

（3）流体的物理性质。

（4）工体表面的形状、大小和位置。

3辐射传热

依靠物体表面。对外界发蛇的电磁波（辐射能）来传递热量，当辐射能投射到另一物体时，能被另一物体吸收又变成热能。这种依靠电磁波来传递热能的过程叫辐射传热，辐射是一切物体固有的特征，辐射传热不需要任何中间介质或物体的直接接触，在真空中同样可以传播。

辐射传热主要影响因素：

|（1)辐射传热量的大小与辐射体的温度的4次方成正比，因此，提高炉温对加热速度有决定性意义。蓄热式加热炉燃烧温度比常温燃烧高许多，因此烟气的辐射传热效果远远好于常温燃烧。

（2）辐射传热量的大小与辐射体的黑度成正比，因此，提高加热炉内壁和火焰黑度对提高加热速度和节能降耗有重要意义。

二蓄热式加热炉炉内综合传热

在加热炉的炉膛内，热的交换过程是辐射、对流和传导同时存在，我们把这种传热方式叫做炉内综合传热。

在炉内加热钢坯时，钢料与梁接触或钢料相互接触由传导方式得

到热量，与炉气接触由对流方式得到热量，高温炉墙和炉气通过辐射方式将热量传给钢坯。

当温度在800℃以下时，加热炉内热量的传递主要依靠对流和传导;当温度在800--1000℃之间时，加热炉内热量的传递主要依靠对流和辐射；当温度高于1000℃时，加热炉内热量的传递主要依靠辐射，被加热柸料所吸收的热量约有90%来自辐射方式。

钢坯的外部加热是决定炉子生产率效率的关键所在，的热交换过程的目的在于如何提高钢坯的加热速度以提高生产率，以及如何减少消耗以提高热效率。

1高温炉气的热量分配

高温炉气的热量分配方式为：

（1）高温炉气以辐射和对流方式传给钢柸的热量。

（2）高温炉气以辐射和对流方式传给炉内壁的热量。

（3）烟气带走一部分热量。

2钢坯得到的热量

高温炉气以辐射和对流方式传给钢坯的热量和炉内壁以辐射方式传给钢坯的热量之和。

3改善加热炉的传统

通过加热炉炉膛内的热交换过程的分析，可以得到以下结论：

（1）正常工作的加热炉炉内的温度以炉气最高，钢坯最低，炉内壁居中。炉气通过外部传热将热量传给钢柸，使钢坯温度升高，而炉气失去热量。所以炉气必须不断

由燃料燃烧来补充，同时将低温排出炉外。

（2）炉体本身不是一个热原体，炉内壁具有高温是因为它吸收了炉气的热量。当炉内壁温度稳定后，它吸收的热量除一小部分经过炉体表面失外，大部分给了钢坯，因此，炉内壁在热交换过程中起到了一个传递热量的中间介质作用。

（3）

（4）炉内壁的面积对传热的影响很大。

炉内壁和炉气的黑度对于传热的影响很大。

蓄热式加热炉的炉内传热由于燃料燃烧温度的提高，辐射传热得到加强，但由于排烟方式的改变，沿炉长方向的对流传热减少。