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管式炉的辐射热传计算的温度分布计算(1)管式炉的辐射热传计算•温度分布计算(1)1)能量平衡方程的建立计算辐射传热是计算温度分布所必需的,但要准确计算温度场还必须已知燃料燃烧模型、烟气流动模型、管内过程模型。一般说,这些都是当今的研究课题,还有待人们去认识和开发,在资料不足时可作出假定。Roesler提出的燃烧模型,常为人们采用。ft=圜弋『 —I叭青山庄監召It时.Z-J (*-1SS:上式中F 也为炉庄.醐斗聂示火焰白星JS计&5离度,m;为義示自衣掐堰端刊並之同燃烽的捕料占耳燃料的分車,无固!Kr流场是难点,冷模、示踪都可作为了解烟气流动的手段,但在文献中常见将其作为活塞流处理,或凭经验加以校正。管内过程视系统而定,如果是单纯加热则比较简单,如果管内进行化学反应过程,还应当有可靠的反应动力学模型。在上述模型都已知的条件下,可建立计算温度分布的能量平衡方程组。对并联管束,例如烃类水蒸气转化制氢炉,管表面区的能量平衡式为:工騎□总+2瞬I歹曲-%§呼為*厲_0b兰0 (4一倔)系统中表面区的数目与所能建立的能量平衡方程数目相同。烟气区的能量平衡式为:S玆辺”+S開屈-4叫+山一认工讯*-190)同样,方程式的数目与系统中烟气区的数目相同,联立解所有方程式,就可求出温度分布。上述两式中,Qn表示烟气区gOi
或与表面区Si毗连的烟气区以对流方式传到表面区的热量,kJ/h;Q表示传至管表面区的热量。或者表示通过耐火墙传至环境的热损失,kJ/h;Qf表示在该烟气区中燃料燃烧放出的热量,kJ/h;△Hgi气表示烟气进出gi区的焓差,kJ/h。对于并联U形致壁管加热炉,其能量平衡方程式与并联管有所区别。如图4-35所示,四路U形徽壁管并联,每路11根,上进下出。鉴于并联管路有对称性,取其中一路作为计算对象即可,兼顾计算精度与机器内存,将敷壁管柱面分为四区,11根炉管分成44段。倘取每段中点温度为该段的代表温度,有44个温度待求,见图4-36。将烟气分为8区,其中4区为圆柱体,4区为环柱体。炉顶、炉底被分为4区,见图4-37。总共16区,56个温度待求。罔4-3T汕区示寸罔4-3T汕区示寸m敷壁管表面Si管段区的能量平衡式:上式中.则为并®I 对本禹卷ng=m兀沽g管醍的習.慶,召实鹄中有44县护曾,共44牛方程。而珠h丄士口*炉顶或炉底表面区S的能量平衡式,共4条,mg尋>q.+S弱>玛”£$』「兔+化-各7W-】皿吒丼區册
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