蜂窝陶瓷蓄热室内气体传热过程数值模拟研究
2021-11-12汪建新王恩浩吴启明
工业加热 2021年10期
汪建新,王恩浩,吴启明,江 华
(1.内蒙古科技大学 机械工程学院,内蒙古 包头 014000;2.北京凤凰工业炉有限公司,北京 100083)
20世纪80年代被开发并广泛推广的蓄热式燃烧技术[1]又被称为高温空气燃烧技术,因其显著的节能效果与特殊的燃烧过程,得到了国际工业炉领域的普遍应用[2-4]。相比于传统的燃烧方式,蓄热式燃烧技术实现了超低NOx排放,缓解了环境污染问题。由于预热空气温度可以达到1 000 ℃以上,排烟温度普遍在200 ℃左右,在大幅提高燃料利用率的同时减少了燃料的损耗。常温空气被预热到接近高温烟气的温度,空气与燃料可以在炉膛内充分混合,实现贫氧燃烧。同时,加热炉没有预热段,炉膛内燃烧平缓、均匀,使钢坯在炉内被迅速加热,缩短了工作时间,产品质量相比其它燃烧方式有大幅提高[5]。
蓄热室是工业炉中余热回收的重要装置[6-7]。蓄热室内规则地放满蓄热体, 为了减少热量损失,并使蓄热室拥有足够的强度和气密性,蓄热室外侧还采用耐火材料与钢板覆盖,蓄热室结构与参数以及蓄热体材料与结构是技术的关键。目前国内普遍采用的蓄热体有蜂窝陶瓷蓄热体和陶瓷球蓄热体等,阻力特性和换热特性是蓄热室的两个重要的指标,以蜂窝陶瓷蓄热体为例:
(1)阻力特性[8]:是指通过蓄热室的气体与其相应的阻力损失之间的关系。它是体现蓄热室和蓄热体工作性能的重要参数之一,直接影响到蓄热室的设计和工业炉供风系统、排烟系统的选择。……
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