蜂窝陶瓷蓄热体换热器的热动态特性实验研究

对高温空气燃烧技术中的关键设备--蜂窝陶瓷蓄热体换热器的热动态特性进行了实验测试.结果表明:蜂窝陶瓷蓄热体换热器的压力损失随着空气流速以及蓄热体长度的不同而变化,但总体上压力损失并不大;四通换向阀的换向周期、蜂窝陶瓷蓄热体换热器的体积等是影响其温度效率、热回收率等热性能的重要因素.     

陶瓷蜂窝蓄热体内传热与应力应变场的研究现状及其发展趋势

综述了国内外对高温空气燃烧系统中陶瓷蜂窝蓄热体传热过程的研究及在此基础上进行的热应力应变研究的发展进程和现状,在此基础上对陶瓷蜂窝蓄热体内传热与应力应变场的研究发展趋势作了展望.可以确信,深入认识和掌握蓄热体的热工特性及热应力应变分布规律,对我国发展和应用蓄热式高温空气燃烧技术具有重要的理论意义和现实意义.     

陶瓷蜂窝蓄热体的热应力分析

分析了高风温燃烧系统中陶瓷蜂窝蓄热体和气体间的热量交换,建立了陶瓷蜂窝蓄热体传热过程数学模型。对于由温度分布不均匀,陶瓷蓄热体膨胀或收缩受限制而产生的热应力进行了计算和分析,其结果为蓄热式高风温燃烧系统的设计及运行参数的选择提供了理论依据。     

蜂窝陶瓷蓄热室的多目标遗传优化设计

依据能量守恒原理,分别建立了蜂窝陶瓷蓄热体加热期和冷却期的传热数学模型.在此基础上,选择蓄热室长度、换向时间、蜂窝室横截面上孔的个数3个关键设计参数为优化变量,采用权重系数变换法,确定可综合评价温度效率、热回收率和成本价格的目标函数,进而对蜂窝陶瓷蓄热室进行遗传优化设计.为了解决多目标遗传寻优过程中的早熟和多样化损失问题,提出了一种改进的遗传算法,增强了遗传算法的全局搜索能力.优化结果表明,该设计方案与原设计方案相比,温度效率和热回收率分别提高了5.1%和8.2%.同时,所提出的遗传优化方案极大地降低了设计过程中对设计者经验的依赖,避免了繁复的试凑和校核工作.     

蜂窝陶瓷蓄热体传热与阻力特性的热态实验研究

采用热态实验方法对蜂窝陶瓷蓄热体进行研究,通过对实验数据的分析,得出了蓄热室内的温度分布;蜂窝陶瓷蓄热体传热系数、阻力损失随空气流量的变化关系;传热系数随炉膛温度的变化关系;热效率和温度效率随比表面积的变化关系等,为蓄热式燃烧器的工业设计提供了依据.     

蜂窝陶瓷蓄热体传热数学模型及传热系数求解

基于传热原理及热量守衡建立了蜂窝陶瓷蓄热体传热数学模型 ;在合理假设的基础上进行了综合传热系数的计算 ,通过对计算结果的比较 ,表明 :假设及计算在蜂窝陶瓷蓄热体的工程设计中是适用的。     

换向时间对加热炉蓄热室内温度分布的影响

采用高温空气燃烧技术的蓄热式加热炉在钢铁企业应用广泛。蓄热室是蓄热式加热炉的重要组成部件，换向时间是加热炉蓄热室的重要操作参数。为了探讨换向时间对蓄热室内温度分布的影响，以鞍钢连轧作业区1号加热炉为原型，搭建了加热炉蓄热室的试验装置。填充了10层蜂窝陶瓷蓄热体，开展了换向时间对蓄热室温度变化规律、沿蓄热室长度方向温度梯度变化规律影响的试验研究，分析了换向时间对蓄热室传热性能的影响。研究表明，蓄热室的温度随换向时间的延长呈现周期性变化。随换向时间延长，蓄热室平均温度呈现出先降低后升高的趋势，沿蓄热室长度方向的平均温度梯度先增大后减小。试验用加热炉的最佳换向时间为70 s，对应的热回收率、温度效率和综合传热系数分别为81.6%、91.4%和18.3 W/(m2·℃)。     

新型蓄热式加热炉燃烧技术

1　蓄热式燃烧技术发展蓄热式燃烧技术是一项传统技术 ,早在十九世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度高的炉子 ,但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体 ,传热效率低 ,蓄热室体积庞大 ,换向周期长 ,限制了它在其它工业炉上的应用。1 982年 ,英国 Hotwork Development公司和British Gas研究院合作 ,成功开发第一座使用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式加热炉 ,节能效果显著。新型蓄热室采用陶瓷小球或陶瓷蜂窝体作为蓄热体 ,其比表面积高达 2 0 0～ 1 0 0 0 m2 /m3,比传统的格子砖高几十至几百倍。因此 ,极大地提高传热效率 ,…     

蓄热式燃烧器蓄热室传输特性试验研究

研究了流体流经蓄热室的阻力特性系数和传热系数与结构参数和操作参数之间的关系，通过试验分析了单位球层上的无因次阻力（单位阻力系数）与孔隙度，流体速度，温度的依变关系，提出在实际应用中的处理方法；分析了传热系数受蓄热球填充层中气流速度和材质的影响及烟气的排放温度与换向时间，蓄热体蓄热／放热能力的关系。     

新型蓄热体结构参数对换热比表面积的影响

针对常用的陶瓷蓄热小球流动阻力大、蜂窝陶瓷蓄热体平行独立直通道间气流分布不均匀的缺点,提出一种前后、上下、左右通孔垂直相交贯通的新型蓄热体结构,并分析通孔结构、通孔尺寸对蓄热体换热比表面的影响规律。分析结果表明,通过调整新型蓄热体的通孔结构与尺寸能够达到常规蓄热体换热比表面积的要求。     

低应力蜂窝陶瓷蓄热体的研制与应用

针对常用蜂窝陶瓷蓄热体正方形格孔直折角应力集中、成形困难、使用寿命短的不足,通过对蓄热体的结构、成形模具和蓄热体挤压成形材料的研究,研制出一种新型结构低应力蜂窝陶瓷蓄热体。结果表明,新型蓄热体改善了蓄热体的综合力学指标,提高了成品率,取得了良好的应用效果。     

蓄热材料蓄放热过程数值模拟仿真

依据计算流体力学原理建立蓄热材料充填蓄热室热过程的数学模型,对其吸热和放热过程进行了数值模拟研究,实现了两相对流、传导、辐射的非稳态耦合计算。数值模拟结果清晰地显示了蜂窝蓄热体在蓄放热过程中随时间及换热流体温度、流速的不同而呈现出的极不均匀的温度分布,所得到的温度场、流场数据集以直观的视觉化形式表现出来,为蜂窝蓄热体蓄放热特性、结构尺寸及操作控制参数的优化等提供了又一个新的研究思路。     

填充球蓄热室阻力特性的实验研究

综述了前人关于气体流经填充床时阻力损失的研究工作；用实验方法研究了填充球蓄热室的阻力特性，即气体流速、蓄热体直径、球层高度和孔隙度对阻力损失的影响；用Ｅｒｇｕｎ方程形式事理实验数据，得出方程中的两个常数分别为２２９和１．９６；考虑蓄热室壁对球层的气流分布的影响，提出气流速度的修正系数为１．５ｄ／Ｄ。     

蜂窝陶瓷热态阻力特性的数值研究

蜂窝陶瓷是乏风瓦斯热逆流氧化技术的关键部件,研究蜂窝陶瓷的阻力特性和换热特性有助于减小整个系统的动力损失.采用数值模拟的方法研究了壁厚对蜂窝陶瓷阻力特性和换热特性的影响.结果表明:对于孔边长、孔型相同的蜂窝陶瓷,在蓄、放热阶段,壁越厚,温度效率越高,阻力损失越大.     

中板加热炉蜂窝蓄热体热工特性研究

以中板174m^2蓄热式空煤气双预热连续加热炉为原型，建立了高效陶瓷蓄热体的三维非稳态流动及传热数学模型，采用数值分析的方法对蓄热体在不同换向周期条件下的热工特性进行了研究。结果表明，随着换向周期的延长，蓄热体出口烟气的平均温度逐渐升高，空气和煤气的出口平均温度逐渐降低；在相同的换向周期下，空气换热器蓄热体内的最高温度比煤气换热器蓄热体内的最高温度高，过长的换向周期也会引起蓄热体内较大的温度波动；换向周期对平均余热利用效率和平均温度效率都有较大的影响，其最佳换向周期应定在60s左右。     

低应力蜂窝陶瓷蓄热体的研制

针对常用蜂窝陶瓷蓄热体正方形格孔直折角应力集中与表而黑度系数低的不足．研制了一种低应力蜂窝陶瓷蓄热体,通过圆角正方形格孔的结构设计,保持了蓄热体高换热比表而积的特点,避免了格孔直折角的应力集中：通过蓄热体浸涂红外辐射涂料,强化蓄热体表面辐射换热性能。根据格孔结构参数的计算分析与蓄热体试制结果．圆角正方形格孔的低应力化结构改善了蓄热体的综合力学指标,能够与常规蓄热体互换安装,     

蜂窝型蓄热式燃烧系统的开发和应用

１蜂窝型蓄热式燃烧系统的结构与性能蜂窝型蓄热式燃烧系统［ＨＲＳ型,Ｈｉｇｈ－ｃｙｃｌｅＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ］主要部件有蓄热体（陶瓷蜂窝体）、烧嘴和烟气／空气切换阀。１．１蜂窝型陶瓷蓄热体评价蓄热式烧嘴的指标主要有：...     

高温空气发生器蓄热体换热性能的实验研究

蓄热体是高温空气燃烧技术(HTAC)中的关键部件之一,影响蓄热体换热效率的因素很多。本文针对高温空气发生器,通过实验研究了在700~1 200℃范围内不同高温烟气下蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率的变化以及炉内温度的稳定性问题。实验结果表明:蜂窝陶瓷蓄热体换热效率较高,在1 130℃时效率可达87.02%;切换瞬间炉温温度场稳定。     

蓄热燃烧蓄热体的应用现状与发展趋势

介绍了蓄热燃烧技术和蓄热体的发展与使用现状.陶瓷-金属蜂窝蓄热体在保留蜂窝陶瓷蓄热体优点的同时,克服了使用寿命短的缺点,为高温空气燃烧技术在不同的应用场合提供了更多的选择,是工作温度在1300℃以下的高温空气燃烧系统理想的蓄热体.     

蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的数值模拟

蓄热体是蓄热式燃烧技术的重要部分,文章运用数值模拟方法模拟了蜂窝陶瓷蓄热体的换热过程,利用Fluent软件对蓄热体达到稳定工作状态前冷端和热端温度变化做了数值模拟和分析,并得到了蓄热体稳定工作时气体温度、速度及压力分布规律,为蓄热体的实际应用提供了一定的理论依据和指导。