蜂窩蓄熱體換熱及阻力特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、蜂窩蓄熱體因其優(yōu)良的能源回收效率被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)爐窯上，其傳熱性能和阻力性能的好壞，將直接影響著能量利用效率的高低。因此研究蜂窩蓄熱體內(nèi)部的傳熱特性和阻力特性，對(duì)于提高工業(yè)爐窯的能源利用效率有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文依照單吹法物理模型，自行設(shè)計(jì)并搭建了蜂窩蓄熱體換熱流動(dòng)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)蜂窩蓄熱體的內(nèi)部傳熱特性及流動(dòng)阻力特性兩大部分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)工程應(yīng)用選擇蜂窩蓄熱體的型號(hào)和工況提出建議。本文主要包括2大部分。
　　

2、第一部分，蜂窩蓄熱體換熱特性研究。主要研究了流體物性、蓄熱體當(dāng)量直徑、孔隙率、孔型等對(duì)氣固換熱的影響。首先對(duì)蓄熱體內(nèi)部傳熱過程進(jìn)行理論分析，在做出適當(dāng)?shù)募僭O(shè)后，用自行編寫的電腦程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到平均換熱系數(shù)，然后分析蓄熱體的換熱特性。研究發(fā)現(xiàn)，蓄熱體內(nèi)氣固溫度變化速率從入口到出口先增大后減小。平均換熱系數(shù)隨著時(shí)間的增長而提高，但當(dāng)時(shí)間的增長到一定值時(shí)，平均換熱系數(shù)的提高趨勢(shì)減小。平均換熱系數(shù)隨著平均溫度的下降而提高。平均對(duì)流換熱

3、系數(shù)隨著通過蓄熱體空氣流速的增加而變大，但是隨著流量的增加，增長的趨勢(shì)有所下降。平均換熱系數(shù)隨著孔徑（孔隙率）的減小而增大。而隨著孔隙率的減小，平均換熱系數(shù)隨空氣流量變化的變化趨勢(shì)增大。不同孔型的蓄熱體換熱效果從高到低依次為:圓孔型＞六邊形孔型＞方孔型。本文試驗(yàn)中材質(zhì)的熱物性區(qū)別對(duì)換熱效果的影響較小。利用π定理得到適用于六邊形孔道蓄熱體的換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。
　　 第二部分，蜂窩蓄熱體阻力特性研究。主要研究了空氣流量、空氣溫度和蓄熱

4、體的孔型、孔徑、孔隙率對(duì)其阻力變化的影響。研究結(jié)果表明，隨著空氣流量的增大，或是當(dāng)量直徑和孔隙率的減小，蓄熱體阻力增大。阻力增大的速率隨著孔隙率和當(dāng)量直徑的減小而增大。蓄熱體阻力隨著溫度上升而上升;溫度越高，其阻力隨流速變化的速率也越大。不同孔型的蓄熱體阻力從大到小依次為:方形孔＞六邊形孔≈圓形孔。利用π定理得到適用于六邊形孔道蓄熱體的冷熱態(tài)阻力損失實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。
　　 最后，根據(jù)上述研究結(jié)果，綜合考慮蜂窩蓄熱體換熱和阻力性能，推