蜂窝状陶瓷蓄热式热交换器的设计计算.pdf

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1、加热设备《工业加热》第35卷2006年第6期蜂窝状陶瓷蓄热式热交换器的设计计算李朝祥，周灵敏，吴承勇，郭威（安徽工业大学，安徽马鞍山243002）摘要：依据填充球蓄热体传热的数学解析方法，经传热分析和类比，导出蜂窝状陶瓷蓄热器的设计计算方法。经实验验证表明，类推得到的蜂窝状陶瓷蓄热器的设计计算方法具有较高的精度，可以很好地满足工程应用的需要，为蜂窝状陶瓷蓄热器的设计计算提供了参考依据。关键词：蜂窝陶瓷；蓄热式热交换器；设计计算方法中图分类号：TF066.21文献标识码：A文章编号：1002-1639(2006)06-0040-02TheDesignCalculationoftheRegener

2、ativeHeatExchangerwiththeCeramicsHoneycombLIChao-xiang，ZHOULing-min，WUCheng-yong，GUOWei(AnhuiUniversityofTechnology,Ma’anshan243002，China)Abstract:Thedesigncalculationmethodoftheregenerativeheatexchangerwiththeceramicshoneycombwasderivedbyheattransferanalysingandanalogingaccordingtothemathematicanal

3、ytictransformationofheattransferinsphericpackedbedregenerativeheatexchanger.There-sultsofexperimentshowthatthecalculationmethodofthedesignoftheregenerativeheatexchangerwiththeceramicshoneycombisaccurateandsatisfyingtheneedofpractice.Keywords:theceramicshoneycomb；regenerativeheatexchanger；designcalcu

4、lationmethod“节能”与“环保”不仅是举世瞩目的热点问题，也寿命极短，给生产和操作带来极大的不便。是我国工业可持续发展战略中的重点。近几十年来，我蓄热换热的热交换原理起源于20世纪的二三十年国钢铁工业迅猛发展。在钢铁企业，一方面对优质燃料代。最完善的研究成果是20世纪豪森的蓄热式热交换的需求与日俱增，而另一方面高炉的副产品——高炉煤理论。应用于高炉热风炉及玻璃窑等蓄热器。由于其基气因热值低，没有合适的用户而被大量放散。这不仅造于大型格子砖的传热机理，研究成果仅适用于大型格子成了燃料的大量浪费，而且严重污染了环境。90年代初，砖蓄热器及热风炉，蓄热器的体积庞大。而目前的新型新型蓄热式热

5、交换器技术的发展，为高炉煤气的合理利蓄热器通常采用壁厚只有1～2mm甚至更薄的蜂窝状用开辟了新的途径。陶瓷作为蓄热体，体积只有几个立方米最大也不过十几新型蓄热式热交换器的作用是利用蓄热再生原理，将立方米。仅传热机理的变化，过去研究结果和计算方法热工设备高温烟气的余热回收后，再返还给助燃空气或已经不再适用。在国内方面，只有为数不多的关于蓄热煤气，达到：式热交换器的实验研究和数值模拟外，致于理论研究更（1）高效回收废气余热，热回收率达85%以上；少。（2）高温预热助燃空气或煤气（预热温度达800～本文作者，近几年来一直从事陶瓷球蓄热体的热交1000℃）。换机理和工程应用研究，用混合扩散中心对称模型

6、（Dis-因此，高炉煤气被直接应用于工业加热。由于国内persion-ConcentricModel）（D-C模型）描述了球型填充生产条件和设备装备水平等限制，蓄热式热交换技术在床蓄热器热交换过程，利用拉普拉斯变换求解以及Hermit应用上还存在着下列问题：多项式变换，导出了热交换器内部的温度分布特征，及（1）对蜂窝状蓄热体的热交换机理缺乏深入研究，蓄特征表达式，同时导出了该类热交换器的设计计算方法。热器的设计缺乏准确的设计依据，蓄热器设计过分庞大，本研究的目的是根据新型（球体填充床）蓄热式热交换不仅给蓄热器的安装、维护以及加热炉设计和操作带来器已取得的研究成果，对蜂窝状蓄热式热交换器的传热困

7、难，而且造成蓄热体材料的巨大浪费；过程和热交换特性进行进一步的理论和实验研究，为蓄（2）设计参数不准确，造成燃烧不稳定导致燃料的热式热交换器（蜂窝状蓄热体）的设计及工程实际应用不完全燃烧；提供准确可靠的设计参数和工程应用参数，为蓄热式热（3）蓄热体材料的研究不足，造成蓄热体材料使用交换器的进一步研究提供理论和参考依据。收稿日期：2006-07-26；修回日期：2006-09-071蜂窝陶瓷蓄热器与