对流受热面换热计算-锅炉原理教学教材

锅炉的换热原理及其换热计算换热是锅炉工作的重要过程之一，其原理和计算方法对于锅炉操作和优化至关重要。

换热原理锅炉的换热原理基于热传导和热对流的两个基本方式。

热传导是指热量沿固体传递，而热对流是指热量通过流体的循环传递。

在锅炉中，燃料燃烧产生高温烟气，烟气通过锅炉管道与水相接触。

烟气的热量通过烟管的壁面传导给水，使水升温。

同时，在烟气通过管道的过程中，热量也通过烟气与水的对流传递。

换热计算换热计算是确定锅炉的换热效率和换热面积的重要步骤。

以下是常见的换热计算方法：1. 温度差法：根据入口和出口温度的差异，计算换热器的换热效率。

换热效率可以用以下公式表示：$Efficiency = \frac{Q}{m \cdot C \cdot (T_{outlet} - T_{inlet})}$其中，$Q$ 表示换热量，$m$ 表示流体质量，$C$ 表示流体的比热容，$T_{outlet}$ 和 $T_{inlet}$ 分别表示出口和入口温度。

2. 热阻法：根据热阻的定义，计算换热器的换热面积。

热阻可以用以下公式表示：$R = \frac{T_{inlet} - T_{outlet}}{Q}$其中，$R$ 表示热阻，$T_{inlet}$ 和 $T_{outlet}$ 分别表示入口和出口温度，$Q$ 表示换热量。

3. 表面传热系数法：根据换热器表面传热系数和表面积的乘积，计算换热量。

表面传热系数可以根据实验测定或经验公式估计。

以上方法只是换热计算的基本原理，实际应用中可能需要考虑更多因素，如流体流动性质、管道结构等。

结论锅炉的换热原理是热量传递的基本原理，换热计算可用于确定锅炉的换热效率和换热面积。

通过合理的换热计算，可以优化锅炉的工作参数，提高能源利用效率。

对流受热面的换热计算（锅炉原理）第一节 概述大型电站锅炉的对流受热面是指对流换热为主的对流过热器和再热器、省煤器、空气预热器、直流锅炉的过渡区等，也包括辐射份额较大的屏式受热面。

因此，本章所讲述的受热面是指除了炉膛以外的所有受热面。

尽管这些受热面的结构布置、工质和烟气的参数都有着很大的不同，辐射传热所占的份额不同，但为了简化计算，均采用对流传热计算的规律，将辐射传热部分折算到对流传热，各个不同受热面的计算方法有所不同。

锅炉对流受热面的换热计算方法与传热学所介绍的相关内容大同小异，只是在必要之处附加了与工程实际有关的修正系数。

有些修正系数的选取对计算结果的影响是至关重要的，譬如，与受热面烟气侧污染程度有关的经验系数。

不同国家或锅炉制造厂家的计算方法的主要区别也在修正系数的选取上。

本章仅讲述我国电站锅炉行业通常采用的计算方法的基本原理、计算过程和主要规定，计算细节可以参考相应的计算标准或规范。

设计计算与校核计算在计算方法上基本上是相同的，计算时所依据的传热原理、计算式和图表都是相同的，仅在于计算任务和所求的数据不同。

在对部件进行设计计算时，考虑计算上的方便，也往往采用校核计算的方法。

第二节 对流受热面换热计算的基本方程对流受热面的换热计算，不论是设计计算还是校核计算，都是利用对流传热方程和烟气侧与工质侧的热平衡方程，分别从对流传热和热平衡的角度来表达对流受热面的对流换热量。

1.受热面的对流传热方程d j, kJ/kg K tH Q B ∆=（10-1）式中d Q ——以对流方式由烟气传递给受热面内工质的热量，以1kg 燃料（固体、液体）或31m 燃料（气体）为基准；K ——传热系数,W/(m 2·℃)；t ∆——传热温压，℃；H ——参与对流换热的受热面面积，m 2；j B ——锅炉计算燃料量，kg/s 。

2.烟气侧热平衡方程对各段受热面，烟气侧热平衡方程是基本相同的，为()0d y y lk ,kJ/kg Q h h h ϕα'''=-+∆ （10-2）式中 ϕ——保热系数，考虑散热损失的影响；yh '、y "h ——烟气在该受热面入口及出口截面上的平均焓值，kJ/kg ； 0lk h ——对应于过量空气系数1α=时，漏入该段受热面烟气侧的冷空气焓值,kJ/kg ；α∆——该段受热面的漏风系数。