张任平

（景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403）

陶瓷窑炉余热回收的高效热管换热器数值研究

张任平

（景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403）

高效热管换热器可应用于陶瓷窑炉的烟气余热回收利用。建立了热管换热器传热过程的物理数学模型并进行了数值求解，得到了空气稳态流动的温度场、压力场和速度场。研究表明热管的前半部分和后半部分均产生了气体的回流现象，温度从从进口到出口逐渐升高；热管换热器的换热量随空气入口速度的增加而增加，阻力系数随着雷诺数的增加而减小。

热管；换热器；窑炉；数值模拟

0 引 言

陶瓷生产的一个必备工序是陶瓷在窑炉中进行烧成。这其中的窑炉可分为连续式和间歇式，不管是隧道窑还是倒焰窑，其热效率都比较低。效率低的原因除了燃烧损失、散热损失等原因外，重要的一点排烟损失。因此回收窑尾废气的热量加以利用是提高窑炉效率的关键。可以考虑采用热管换热器来回收烟气中的余热加热空气作为烘干坯件的热源。通常在使用时，将一定数量的热管组合在一起，即构成热管换热器。气-气热管换热器(如图1所示)就是从排出的热气中吸收废热，然后，在把热量传给冷的空气的一种新型换热器。图2是气-气热管换热器用于回收窑炉烟气余热烘干坯件的流程示意图。

在工业领域涉及到热量交换的场合，都需要利用换热器进行实现，关于换热器的数值模拟研究有大量相关的报道，如唐等[1]通过改进现有二维传热模型建立准三维传热模型，模拟U型竖直埋管地下换热器的运行工况。……