蜂窩蓄熱體換熱及阻力特性的試驗研究.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部的傳熱特性和阻力特性，對于提高工業(yè)爐窯的能源利用效率有著重要的現(xiàn)實意義。本文依照單吹法物理模型，自行設計并搭建了蜂窩蓄熱體換熱流動特性試驗系統(tǒng)，對蜂窩蓄熱體的內部傳熱特性及流動阻力特性兩大部分進行實驗研究，在此基礎上對工程應用選擇蜂窩蓄熱體的型號和工況提出建議。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、蓄熱體當量直徑、孔隙率、孔型等對氣固換熱的影響。首先對蓄熱體內部傳熱過程進行理論分析，在做出適當?shù)募僭O后，用自行編寫的電腦程序對實驗數(shù)據(jù)進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)隨著時間的增長而提高，但當時間的增長到一定值時，平均換熱系數(shù)的提高趨勢減小。平均換熱系數(shù)隨著平均溫度的下降而提高。平均對流換熱

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。本文試驗中材質的熱物性區(qū)別對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驗關聯(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、孔隙率對其阻力變化的影響。研究結果表明，隨著空氣流量的增大，或是當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)阻力損失實驗關聯(lián)式。
　　 最后，根據(jù)上述研究結果，綜合考慮蜂窩蓄熱體換熱和阻力性能，推