管式加热炉的对流传热

管式加热炉的对流传热翅片管和钉头管的外膜传热系数（1）在加热炉的对流室中，由于管外烟气的膜传热系数比管内介质的膜传热系数小得多，所以起控制作用的热阻在烟气一侧。一般为了提高对流室的传热速率，多在对流室设置或部分设置翅片管或钉头管。就对流管的表面热强度而论，如果都以光管外表面积为基准，光管的表面热强度只有20000~28000KJ/（tf-h-K），而翅片管或钉头管则可达到60000~120000KJ/（tf-h-K）o翅片管分条形（纵向）翅片和环形（横向）翅片，各种不同形式的翅片和钉头可参考图5-11至图5-14o关于翅片管和钉头管的外膜传热系数的计算。Gardener提出了翅片效率的概念，及各种不同类型的翅片管和钉头管翅片效率的计算方法。于是通过和求光管的外膜传热系数相同的方法就可以得到翅片管或钉头管的外膜传热系数。如以光管外表面为基准，则其关系式如下式中氐•——以光管外去面积为基布的翔h噌就钉头管的圳虞侍热溟敷，L一片管或钉头骨表面膜传然本数.麻小为一.片管魄钉头骨的光管部介白m面积.E勺■4（-翅.片管成钉头管的翅片或钉头部■的面积，『L——光管的好去面积.招；翅片效率，1）条坦翅片皆表面膜传熟系教图5一10翅片效率公式推导说明图一般采用条形翅片的对流管，烟气的流动方向必须与管束平行，以减少流动阻力。所以，这种翅片管的表面膜传热系数，可以采用与式（5-13）相似的关系式进行计算，即%.0.023-^,心*‘W-（方广 〔5・20）式中当量直径De和式(5-13)的定义是相同的，只不过在计算自由截面积和传热周边时，必须考虑翅片的具体情况。环形翅片管表面膜传热系数环形翅片管一般多采用圆管和圆形翅片，且烟气流动的方向与管束垂直。对正三角形排列的管束，Briggs通过实验提出了如下准数方程式：屈二成条."孔囹皿 (5^21)式中Db 片根部处管子的宜邕m;卷叽圈，-L3和5-14,可知说-卫寸X"—烟气的蓄诺准数。睑气工；岗旷一推气的普％特准数，也/罕：Ag—烟气在最小自曰截面处茵质量流速rk"件板dp—翊片与蜴片间的间隙，17!；I 殖片筒，f钉头管表面膜传热系数钉头管一般采用烟气流动方向与管束垂直的方式，因此钉头管表面膜传热系数，可以使用与式(5-17)或(518)相同的关系式进行计算.只不过将式中的Do改换为De，即厂A371注3匕-16.R0kIO-',『/ (5-X)其中当量直径De和式(5-13)的定义相同。翅片效率Gardner定义翅片效率为翅片单位表面积通过的平均热量与光管单位表面积通过的平均热量之比值，即WL)易r 口="牌二 &—I，：'式中L——管外流体的温度，丁；「——翅片占面某一席姓的胆.蜜.T；因为管外滴徉M度任于管内流体，故翅片顶蛇至根部温度市逐渐下-隆：F一翅片根部混度，-也——一个动片的外表面税,件；hL诩片管表面膜传热系数,kJ/(n?・h・K)..首先，Gardner作了下述假定：(1)翅片或钉头的传热过程是稳定传热，即传热量和温度分布与时间无关；⑵翅片的材质是均匀的，各向同性，形状对称；(3)翅片本身不存在热源；⑷翅片表面任一点处的热通量与流体和翅片的温度差成正比；翅片的导热系数为常数；整个翅片的表面膜传热系数相等；围绕翅片的流体温度是一样的；翅片根部的温度是一样的；翅片的厚