第11章 半辐射和对流受热面的传热计算=锅炉原理 =华中科技大学
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第11章锅炉水动力学及过内传热基础1.锅炉的水循环方式有哪些,是如何区分的,各种循环方式的特点是什么?答:根据工质流经蒸发受热面的流动动力和循环方式及特点,锅炉的水循环方式可分为:(1)自然循环锅炉自然循环锅炉蒸发受热面中工质的流动动力是不受热的下降管与受热的上升管之间的密度差。
自然循环锅炉特征是有一个锅筒,是蒸发受热面和过热器之间的固定分界点。
主要特点是流动方式简单,水动力特性稳定,运行可靠,以往在亚临界压力以下的锅炉中得到广泛使用。
(2)多次强制循环锅炉多次强制循环锅炉蒸发受热面中,工质的流动动力除了依靠汽水混合物与水的密度差之外,主要依靠锅炉循环回路的下降管上装加的循环泵的压头。
下降管上的循环泵是其与自然循环的主要区别。
多次强制循环锅炉主要用于亚临界压力锅炉。
(3)直流锅炉直流锅炉蒸发受热面中工质的流动动力是锅炉给水泵的压头。
直流锅炉没有锅筒,蒸发受热面中的工质为一次性通过的强迫流动,这是与自然循环锅炉的主要区别。
适用的压力范围很广,尤其是超临界参数的锅炉。
(4)复合循环锅炉复合循环锅炉的基本特点是在中间也装了一台循环泵,循环泵只在低负荷时工作,使一部分水经过再循环管路在蒸发受热面中进行再循环,以充分冷却蒸发受热面,而在高负荷时停止工作,自动切换成直流锅炉运行状态。
复合循环锅炉主要用于超临界参数的锅炉。
2.受热管垂直向上流动有哪几种主要流型?水平流动的流动结构有什么特点?答:受热垂直上升管内汽液两相流动的主要流型有:泡状流型、弹状流型、环状流型、液滴环状流型及雾状流型。
汽液两相流体在水平管中流动时的特点是:由于受到浮升力的影响,蒸汽多聚集在管子的上部,形成不对称的流动结构。
随着汽水混合物流速减小或管子直径增大,这种不对称性特别明显。
3.何谓均相流动模型及分相流动模型?答:均相流动模型:这种模型假定两相流体流动时非常均匀,看作是具有平均流体特性的均质单相流体,汽液两相之间没有相对速度且处于热力学平衡状态。
11. 传热过程分析与换热器计算11.1 知识结构1. 传热系数k (平壁,圆桶壁,肋壁); 2. 热绝缘临界直径;3. 肋壁传热(肋化系数β,肋效率ηf ,肋面总效率ηo ); 4. 平均温压Δt m ;5. 换热器计算(设计、校核)(平均温压法、ε-NTU 法); 6. 污垢热阻,传热过程分热阻的威尔逊图解法; 7. 换热器的型式与特点; 8. 传热的强化与削弱。
11.2 重点内容剖析11.2.1 传热过程分析与计算 一. 传热计算公式与传热系数传热量计算公式: ()k f f f f f f R t t kAt t t t kA 2121211-=-=-=Φ (11-1) 式中:k(传热系数)——传热强弱的度量参数,数值上等于单位传热温差作用下的热流密度。
R k ——传热过程总热阻。
1. 平壁传热热阻和传热系数A h A A h R k 2111++=λδ (11-2) 211111h h AR k k ++==λ (11-3)2. 圆筒壁传热热阻和传热系数ld h d d l l d h A h d d l A h R o o i o i i o o i o i i k ππλππλ1ln 2111ln 211++=++= (11-4)传热系数:(1)以外表面积为基准(l d A o o π=)oi o o i o i ok h d d d d d h A R k 1ln 2111++==λ (11-5)(2)以内表面积为基准(l d A i i π=)oi o i o i i ok d d h d d d h A R k 1ln 2111++==λ (11-6) 热绝缘临界直径:由圆筒壁传热热阻公式可见,对于圆管外保温,随着保温层厚度的增加,导热热阻增加,而外层换热热阻减小,总热阻的极值点外径为临界直径。
令:011212=⋅-=∂∂o o o o k d l h d l d R ππλ ocr o o h d d h λλ20121=⇒=-⇒ (11-7) 由于保温材料的导热系数较小,临界直径一般很小,对于热力工程保温一般无须考虑。