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爐氣與金屬之間以輻射和對流的方式進行著熱交換

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爐氣與金屬之間以輻射和對流的方式進行著熱交換

發布日期:2017-09-11 作者: 點擊:

火焰爐內是怎樣進行綜合傳熱的?

在火焰爐熱交換中,通常至少要分成三個不同的溫度區:爐氣、爐墻和被加熱(或熔化)的金屬。其中以高真空燒結爐爐氣的溫度最高;爐墻溫度次之;被加熱的金屬溫度最低。這樣,在爐所與爐墻之間、爐氣與金屬之間以及爐墻與金屬之間,以輻射和對流的方式進行著熱交換,還有由于爐墻的導熱而發生的熱損失(該熱損失對于爐內的熱交換也是有一定影響的)。下面分析一下被加熱的金屬在火焰爐內獲得熱量的幾中主要傳熱方式。

(1)爐氣對金屬的輻射傳熱 爐氣輻射的熱量傳給爐墻和金屬的表面上后,則有一部分被吸引,另一部分被反射回去。反射出來的熱量,要通過充滿爐膛內的爐氣,一部分被爐氣吸收,剩余部分輻射到對面的爐墻或金屬上,如此反復輻射。

(2)爐墻及爐頂對金屬的輻射傳熱  它的輻射情況和上一種有些類似,也是反復輻射連續不斷。所不同的是爐墻內表面還以對流的方式吸收熱量,而這些熱量仍以輻射的方式傳出。

(3)爐氣對金屬的對流傳熱  在現有火焰爐爐膛中,爐氣的溫度大多在800℃~1400℃范圍內。爐氣溫度在800℃左右時,輻射與對流的作用差不多相等。當爐氣溫度高于800℃時,則對流傳熱減少,而輻射傳熱急劇增加。例如,鋼廠平爐爐氣溫度達1800℃左右時,輻射部分已達到全部傳熱量的95%左右。

盡管應用的行業廣泛,種類繁多,但它們有許多相同之處:

1)熱工的基礎理論相同,均以熱力學幾大定律為基礎。燃料燃燒、氣體流動和爐內傳熱過程基本相同。

2)基本組成部分雷同,不論何種爐子,一般均由以下幾個部分組成:

① 產生熱能裝置部分(如燃燒室、燒嘴、電熱元件等)。

② 放置物料部分(如爐膛、爐缸、臺車等)。

③ 排煙系統(對于燃料爐要有煙道、煙囪等)。

④ 輔助裝置(如爐門、預熱器、輸送鏈等)。

3)熱效率低,耗能大。工業爐是工業生產中的主要用能設備,每年耗一次能源約占全國總能耗的1/4。尤其在冶金、機電等企業的熱加工生產中,爐子耗能約占工序能耗的70%以上,是生產中的最大用能戶。

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