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河間火燒爐膛內的煙氣速度場和擴散混合過程

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河間火燒爐膛內的煙氣速度場和擴散混合過程

发布时间:2019-07-25 21:26

  河間火燒爐膛内的烟气速度场和扩散混合过程是复杂的。它主要决定于火燒爐膛形状、燃烧器及其布置、一、二次风速等。为了求得介质中的温度和辐射强度的变化,必须同时解辐射换热方程式和能量平衡议程式。对于火燒爐膛空间的任意一个单元体积,一方面由于辐射换热,它将和受热面进行能量交换,另一方面,由于流动,某一温度的介质流进这个单元体积,又以另一温度流出,造成了单元体积的能量变化。此外,在这一单元的边界上,介质之间将进行紊流扩散,也引起能量交换。后两项能量应当包括在能量平衡方程式中因辐射以外原因而获得的能量中。由此可见,火燒爐膛内的速度场和扩散混合过程对炉内换热有着重要影响。此外,扩散混合过程对燃烧也有重要影响。对于气体燃料、液体燃料、以及处于扩散燃烧区的煤粉,扩散混合过程对燃烧起决定性影响。通过燃烧,又影响到火燒爐内换热。

河間火燒爐膛內的煙氣速度場和擴散混合過程

  河間火燒爐的内部温度场很繁琐,而且即使在很简单的辐射换热情况下,介质的温度场也是相当复杂的。当介质和固体壁面之间进行辐射换热,只要介质温度不等于壁面温度,则介质温度不可避免地要出现某种程度的不均匀。壁面处的冷却强度最大,离开壁面越远,冷却强度越小。而且,减弱系数越大,冷却强度随距离的变化越显著。

  由此可以看出,在這種情況下,即使開始時介質的溫度場是均勻的,由于靠近壁面處介質的冷卻強度較大,,經過一段時間以後,不可避免,介質中將出現溫度不均勻性,靠近壁面處的介質溫度要降低得多一些,離開壁面越遠,溫度降低的程度越小,而且,減弱系數越大,溫度差別越大。

  以上討論的是當介質靜止不動的情況,如果介質是流動的,則情況又將有所不同。假定介質沿著一個溫度較低的黑體壁面流動,不考慮介質中的紊流質量交換,開始時溫度是均勻的,由于前述原因,經過一段距離後,介質溫度將出現不均勻。這時溫度的變化還將和速度場有關。在一般情況下,靠近壁面處的氣流速度要低一些,這將使得這裏的溫度降低更快,氣流中心的速度較高,使中心的溫度降低更慢。這樣,溫度的不均勻將比速度場均勻時更嚴重。如果靠近壁面處的氣流速度比中心高,則溫度場的不均勻性將減小。如果壁面處的速度比中心高得很多,則壁面處的溫度有可能反而比中心高。

  如果在氣流中還由于化學反應而析出熱量,情況將更複雜。

  由于溫度場不均勻,使傳熱計算大爲複雜,因爲必須考慮各部分介質之間的輻射換熱。

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