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管式加热炉之在对流室中的辐射传热（1）在对流室中的辐射传热对流室中的辐射传热有两种情况:一是在对流室的人口处，即所谓遮蔽段的对流管，要接受由辐射室带人的辐射热;二是对流室的其他对流管，除主要接受烟气的对流传热外，同时还接受烟气本身的辐射热和炉墙的辐射热。
所以，在分析对流室的传热时，最好将遮蔽段与对流段分别加以讨论。
同时，将对流方式的传热量与辐射方式的传热量，一并计人对流管的管外综合传热系数h rc之中。
故在计算总传热系数k c时，式(5-11)的光管管外膜传热系数h。
，或式(5-59)中的翅片管(或钉头管)的表面膜传热系数h f，都应用h rc来代替。
由辐射段带入的辐射热一一遮蔽段的传热参见图5-18，一般为了提高对流段的传热速率，对流管多采用翅片管或钉头管，但遮蔽段的管子，则由于上述的原因，原则上不能采用翅片管和钉头管，而只能采用光管。
遮蔽管的管心距与管外径之比一般小于2，大多在1 .6~1.8之间。
例如，当管心距与管外径之比等于1.8时，查双排管的有效吸收因素α图表可知，第一排管的平均吸收因数为0.72，第二排管的平均吸收因数为0.21，两排合计为0.93，即辐射热量有93%被两排管子所吸收，剩下仅有7%的热量为后面数排管子吸收了。
所以可以认为遮蔽段只包括了两排炉管，而其余的管排则按对流段处理。
关于遮蔽管的详细计算方法，见第四章4t节，这里不再重复。
另外，还有一种简化处理法，即在计算辐射室传热量时，把遮蔽管视为一个平均吸收因数为1的当量冷平面管排，认为它是辐射吸热面的一部分；而在计算对流室传热量时，又把遮蔽管视为两排对流光管，认为它是对流吸热面的一部分。
这样计算足以保证整个炉子总吸热量的计算精度，但它不能直接反映出遮蔽管本身的详细工作状态。
化工厂加热炉知识问答第1题传热的三种形式是什么？分别解释这三种不同的传热形式。
答：传热的三种基本形式是传导传热、对流传热、辐射传热。
传导传热：热量从一个物体的高温部位传送至其低温部位，或者两个直接接触的物体之间，热量从高温物体传送至低温物体，这种传热过程将连续地进行，直到整个物体或直接接触的两个物体的各部分的温度完全相等为止，这种传热叫热传导。
对流传热：由于流体(液体和气体)质点的移动，将热量向它所占空气的一部分带至另一部分，这种传热方式叫做对流传导。
辐射传热：物体的热不需要任何传递介质，而以辐射能的形式传递的过程，称为辐射传热。
第2题燃烧的化学反应式有哪些？答：碳的燃烧：C＋O2 →CO22C＋O2 →2CO氢的燃烧：2H2 ＋O2 →2H2O燃料中硫也能燃烧：S＋O2 →SO2第3题从加热炉的烟囱排出的烟道气有哪些组成？为什么还有大量的氮和氧？答：烟道气的组成有二氧化碳、水蒸汽、二氧化硫、氧、氮以及在燃烧不完全时的一氧化碳和氢。
大量的氮和氧：氮是由燃烧所需的空气带进去的，它不参加反应，氧是过剩空气带进去的。
第4题燃烧的过程是什么？答：燃料的燃烧都是燃料中的碳和氢与空气中氧反应，产生二氧化碳和水并放出热量的过程。
第5题燃烧的三要素是什么？答：一定的温度、空气(氧气)、可燃物。
第6题什么是高发热值? 什么是低发热值?答：单位质量燃料完全燃烧后，生成的水呈汽态时，所放出的热量，即为低发热值。
单位质量燃料完全燃烧后，生成水呈液态时所放出的热量即为高发热值。
第7题什么是热负荷?答：单位时间内传给被热介质的有效热量称为热负荷。
第8题什么叫炉子的热效率?答：加热炉燃料消耗指标用全炉热效率表示，即全炉有效热负荷与燃料总发热量之比，热效率愈高说明燃料的有效利用率高，燃烧消耗就低。
空气不够，燃烧不完全，部分燃料尚未燃烧就离开炉膛和过剩空气系数太大(就是空气量大)，从烟气带出的热就多，炉子的热效率就低。
第9题什么是炉管的表面热强度? 其单位是什么?答：每小时1㎡炉管表面所吸收的热量，叫作炉管表面热强度。
目录一、管式加热炉的概论 (2)二、管式加热炉的意义 (3)2.1管式加热炉简介.......................................... 错误!未定义书签。
2.2设计目的及意义 (4)三、管式加热炉温度控制系统工艺流程及控制要求 (4)3.1控制系统的简介 (4)3.2管式加热炉任务 (5)3.3控制系统的构成 (6)四、各仪表的选取及元器件清单 (6)4.1温度变送器 (6)4.2温度检测元件 (7)4.3调节阀 (8)4.4保护系统 (9)五、控制算法及系统仿真 (9)5.1控制算法的选择 (9)5.2传递函数及参数确定 (9)5.3前馈反馈控制系统的参数整定和仿真 (10)六、心得体会 (11)参考文献 (12)一、管式加热炉的概论管式加热炉是一种直接受热式加热设备，主要用于加热液体或气体化工原料，所用燃料通常有燃料油和燃料气。
管式加热炉的传热方式以辐射传热为主，管式加热炉通常由以下几部分构成：辐射室：通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这部分直接受火焰冲刷，温度很高（600-1600℃），是热交换的主要场所（约占热负荷的70-80%）。
对流室：靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。
燃烧器：是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器。
通风系统：将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。
管式加热炉，包括加热炉本体和余热回收系统，余热回收系统包括空气预热器，其中空气预热器由非冷凝式空气预热器和冷凝式空气预热器两段组成，余热回收系统中另设有冷凝液收集池、引风机和鼓风机，冷凝液收集池直接设在冷凝式空气预热器下方，冷凝液收集池与引风机相连接，鼓风机与冷凝式空气预热器相连。
使用本发明所提供的加热炉，其加热炉的排烟温度可降低到100℃左右，实现烟气中含酸水蒸气的部分冷凝，且在回收烟气低温显热的同时，能回收部分含酸水蒸气的汽化潜热，进一步提高加热炉热效率，节约能源。
管式加热炉56个基础知识解答与综合反平衡热效率简化计算方法1、什么叫燃烧？燃烧的基本条件是什么？答：燃烧是物质相互化合而伴随发光、发热的过程。
我们通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧发生剧烈的化学反应。
可燃物燃烧时需要有一定的温度，可燃物开始燃烧时所需要的最低温度叫该物质的燃点或着火点。
物质燃烧的基本条件：一是可燃物，如燃料油、瓦斯等；二是要有助燃剂，如空气、氧气；三是要有明火或足够高的温度。
三者缺一就不能发生燃烧，这就是“燃烧三条件”或“燃烧三要素”。
2、燃烧的主要化学反应是什么？燃烧产物中主要成份是什么？答：主要化学反应：C＋O2→CO2＋热量；2H2＋O2→2H2O＋热量；S＋O2→SO2＋热量；燃烧产物（烟气）中主要成份：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、水蒸汽（H2O）、氮气（N2）、多余的氧（O2）。
3、什么是辐射传热、对流传热？答：辐射传热是一种由电磁波来传递能量的过程，所传递的能量叫做辐射能，辐射具有微粒性（光子）和波动性（电磁波）两重性质。
对流传热是液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传递到其他部分。
4、什么叫管式加热炉？它有哪些特性？答：管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其它工业炉所没有的若干特点。
其基本特点：具有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质加热的一种设备。
管式加热炉特性：1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体；2）加热方式为直接受火式；3）只烧液体或气体燃料；4）长周期连续运转，不间断操作。
5、管式加热炉的工作原理是什么？答：管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室(极少数在单独的燃烧室)内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质，这就是管式加热炉的工作原理。
6、管式加热炉的主要特点是什么？答：与炼油装置的其他设备相比，管式加热炉的特殊性在于直接用火焰加热；与一般工业炉相比，管式加热炉的炉管承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式加热炉内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气，这就是管式加热炉的主要特点。
3.3 辐射传热3.3.1热辐射的基本概念高温炉辐射是主要的传热方式。
1、辐射传热：物体的热能变为电磁波（辐射能）向四周传播，当辐射能落到其它物体上被吸收后又变为热能，这一过程称为辐射传热。
辐射传热有其特殊的规律：(1)任何物体只要温度高于绝对零度，由于其内部电子的振动将产生变化的电场，这种变化的电场产生磁场，磁场又产生电场，如此交替循环下去，便可以产生电磁波，传递能量。
(2)辐射传热不需要任何介质，在真空中同样可以传播，而且热量的传递过程伴随有能量形式的转变（即热能→辐射能→热能）。
2、热射线：把波长在1—100µm的能够进行辐射传热的电磁波(如可见光波和红外线)称为热射线。
这种辐射称为热辐射。
热辐射是一切物体的固有特性。
3、物体辐射传热的三种情况：当物体接受到热射线时，与光线落到物体上一样，有三种可能的情况：一部分被吸收（Q A）；一部分被反射（Q R）；另一部分穿过物体而继续向前传播（Q D）（见图3－16）。
根据能量守恒的关系可知:Q A ＋Q R ＋Q D ＝Q两边同除以Q:1QQ Q Q Q Q D R A =++ Q A /Q 表示物体对热辐射的吸能力，称吸收率(A)；Q R /Q 表示物体对热辐射的反射能力,称反射率(R)；Q D /Q 表示物体对热辐射的透过能力,称透过率(D)。
即 A+R+D ＝1(1)若A ＝1，即R ＋D ＝0，表明物体对外来的热辐射全部吸收,没有反射和透过，则该物体称为“绝对黑体”或“黑体”。
(2)若R=1，即A+D ＝0，表明物体对外来的热辐射既不吸收，又不透过，能全部反射，则该物体称为“绝对白体”或“白体”。
(3)若D ＝1，即A+R ＝0，表明物体对外来的热辐射能全部透过热射线，不吸收也不反射，则该物体称为“绝对透过体”或“透热体”。
注意：1、在自然界中，绝对黑体，绝对白体和绝对透热体是不存在的，这三种情况只是为了研究问题方便而进行的假设。
