第十章 对流受热面传热计算讲解

Nu C Re m Prn
(10 31)
一、光管对流受热面的对流放热系数
1. （烟气）横向冲刷 • 顺列管束
Nu 0.211Re 0.651 Pr0.34
(10 35)
• 错列管束
Nu 0.345Re 0.6 Pr0.36
(10 36)
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第二节 传热温压
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• 顺流或逆流（或五次以上交叉流按顺流计算）：对数平均温差
t tlar tsma ln tlar tsma
(10 12)
– 端差之比tlar/tsma1.7，则可采用算术平均温差
t
或
K(1
1 )
1


hs
1
1
1
1
hs
hs
H
f
H

f

Ht H
(10 27)
(10 26)
f为鳍片或肋片效率；hs为鳍片管或肋片管的受热面效率。
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第三节 传热系数
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三、空气预热器传热系数
(10 17)
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第三节 传热系数
一、管式承压受热面传热系数
K
1
1
ash m sc
1
1 ash m sc 2
kW /(m2 C)
忽略金属管壁的热阻和不计管内结垢
K
1
;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 1
1
2
污染系数 ash ash
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第四节 放热系数
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• 放热系数计算涉及：烟气对管壁的放热系数1和管壁对受热介质的放 热系数2。
• 烟气对管壁的放热系数1，一般包括烟气的对流放热系数c和管间烟气 容积的辐射放热系数r 。
1 (c r )
• 对流传热的基本方程式
一、烟气对流放热量
Qcre


I
I
I
0 l
kJ / kg (10 2)
二、工质对流吸热量
Qcab

D Bcal
(i i)
三、对流传热量
kJ / kg
(10 4)
热平衡：
Qctr

KHt Bcal
kJ / kg
(10 1)
Qcre Qcab Qctr
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第三节 传热系数
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二、扩展表面式承压受热面传热系数
外表面扩展式受热面较多地采用鳍片式和肋片式（一般用于省煤器以
强化烟气侧的传热），对省煤器，按烟气侧全部表面积计算传热系
数。
K (
H
f
H

f

Ht H
)1

hs1
(10 25)
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第十章 对流受热面传热计算
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1
第一节 对流传热计算的基本公式
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• 对流传热的特点
1.就对流传热本身而言
• 考虑温度的影响 • 考虑气流速度的影响
2.同时需考虑管间烟气的辐射影响 3.靠近炉膛出口的受热面，需考虑直接接受炉内
辐射传热的影响（下一章：半辐射式受热面）
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第一节 对流传热计算的基本公式
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• 对流传热计算的基本任务
– 设计计算：已知对流受热面的吸热量，求该受 热面的结构尺寸。
– 校核计算：已知受热面的结构尺寸，校核该受 热面的进出口参数。
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(10 18)
(10 19)
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第三节 传热系数
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– 燃用固体燃料时，错列布置的横向冲刷光管管束（可用于省煤器），
其灰层热阻用灰污系数考虑
K
1
;
1 1
1
2
ash ash
(10 19)
– 其余情况下采用热有效系数（, 管子污染状况下的传热系数与清洁
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3
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本章内容：
1、传热计算的3个基本方程（传热方程、烟气和 工质的热平衡方程）；
2、传热方程中各项变量的计算（温差、传热系
数、污染系数、传热面积）。
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第一节 对流传热计算的基本公式
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tlar
tsma 2
av tav
(10 13)
• 混合流（图10-4）和交叉流（图10-5，管式空气预热器）：按逆流传热
温压乘修正系数
t tcou
(10 14)
• 任何复杂的流动方式，当顺流温压和逆流温压之间满足tpar 0.92tcou
t t par tcou 2
状况下的传热系数的比值）法计算受热面的传热系数
K K0
1
1
1 2
(10 22)
清洁管( 0)的传热系数
K0
1
1
1
1 2
(10 20)
– 管内为水、汽水混合物或超临界压力以上的过热蒸汽，可简化为
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K 1 1 1
(10 23) or K 1 (10 19)
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第四节 放热系数
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2. 纵向冲刷（蒸汽和管式空气预热器中的介质）
Nu 0.023Re 0.8 Pr0.4 CLCt
(10 37)
采用受热面的利用系数来综合考虑灰分的污染、气流对受热面冲刷
的不完善等的影响。
– 管式空气预热器
K 12
11
1 2
1 2
(10 28)
– 回转式空气预热器
K
1 1
x11 x22
(10 29)
x1、x2分别为烟气、空气流通截面积份额。
结合ξ，π：（灰层热阻、冲刷不均，不稳定换热）,与转速有关
(10 30)
– 影响对流放热系数的因素
• 气流流速 • 温度 • 管子尺寸 • 管束冲刷方式 • 管束布置方式 • 物性参数
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第四节 放热系数
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由于影响因素很多，工程上是应用相似理论来进行分析得出放热系数公式， 对于锅炉各受热面，烟气、空气、蒸汽、水等介质的流动均为强迫流动。 在不考虑自然对流影响的情况下，稳定对流放热具有下列关系：