爐內(nèi)氣流綜述

1、12 窯爐系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動(dòng)窯爐系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動(dòng)gas flow in the kiln system1 氣體通過爐墻小孔的溢出和吸入氣體通過爐墻小孔的溢出和吸入當(dāng)窯爐內(nèi)外存在壓差時(shí)，氣體將從窯爐的孔流出和當(dāng)窯爐內(nèi)外存在壓差時(shí)，氣體將從窯爐的孔流出和流入。流入。11A0A2A111縮流系數(shù)縮流系數(shù) =A2/A0不同形狀孔的不同形狀孔的由由實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)確定小孔的截面積為小孔的截面積為A0 氣流形成的最小截面積為氣流形成的最小截面積為A2縮流現(xiàn)象縮流現(xiàn)象慣性作用下，氣體流股發(fā)生收縮，當(dāng)慣性作用下，氣體流股發(fā)生收縮，當(dāng)氣流流經(jīng)小孔后，形成一個(gè)最小截面。氣流流經(jīng)小孔后，形成一個(gè)最小截面。A0A2A122

2、11122zgpwzgpw12斷面的伯努利方程式為：斷面的伯努利方程式為：因因Z1=Z2，1 1=2 2因因A1A2，w1w2，所以可忽略；，所以可忽略；又因又因P2=Pa伯努力方程簡(jiǎn)化為：伯努力方程簡(jiǎn)化為： 122()appw2 p=速度系數(shù)速度系數(shù)與流體流出時(shí)的阻力有關(guān)與流體流出時(shí)的阻力有關(guān), ,由實(shí)驗(yàn)確定由實(shí)驗(yàn)確定 由于實(shí)際存在摩擦阻力，則：由于實(shí)際存在摩擦阻力，則：/122()appw從小孔流出的氣體體積量：從小孔流出的氣體體積量：/2220000222AQw AAAAAppp流量系數(shù)流量系數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定由實(shí)驗(yàn)確定同理推導(dǎo)，當(dāng)同理推導(dǎo)，當(dāng)hs10時(shí)，時(shí)，1-1截面為負(fù)壓，從小孔吸入截面為

3、負(fù)壓，從小孔吸入的氣體體積量。的氣體體積量。2 分散垂直氣流法則分散垂直氣流法則窯爐內(nèi)要求溫度分布均勻窯爐內(nèi)要求溫度分布均勻,那么那么,怎么才能夠怎么才能夠使溫度分布均勻呢使溫度分布均勻呢?分散垂直氣流法則分散垂直氣流法則分散垂直氣流分散垂直氣流一股氣流在垂直通道內(nèi)被分割成多股平行小一股氣流在垂直通道內(nèi)被分割成多股平行小氣流的現(xiàn)象。氣流的現(xiàn)象。分散垂直氣流法則分散垂直氣流法則在分散垂直通道內(nèi)，熱氣體應(yīng)自上而下流動(dòng)，在分散垂直通道內(nèi)，熱氣體應(yīng)自上而下流動(dòng)，冷氣體應(yīng)自下而上流動(dòng)，才能使氣流溫度分布均勻。冷氣體應(yīng)自下而上流動(dòng)，才能使氣流溫度分布均勻。t1t2為什么氣體的流動(dòng)遵循分散垂直氣流法則？為什

4、么氣體的流動(dòng)遵循分散垂直氣流法則？ 設(shè)：設(shè)：氣體垂直流過兩并聯(lián)通道氣體垂直流過兩并聯(lián)通道為等徑為等徑(等截面等截面)以截面以截面1-1作為基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)取氣體的平均溫度取氣體的平均溫度2211AB 等截面，等截面，w1 = w2 z1=0，z2=H又又 A、B兩通道是并聯(lián)的兩通道是并聯(lián)的 A、B兩通道靜壓差相等兩通道靜壓差相等 1-1至至2-2截面的兩氣體伯氏方程為：截面的兩氣體伯氏方程為：22212211()()22mmmamawwpgzpgzh即：即：A、B兩通道流量（溫度）分布相等的必兩通道流量（溫度）分布相等的必要條件是要條件是二者的總阻力相等。二者的總阻力相等。當(dāng)當(dāng)h ge h L.1

5、-2時(shí)，溫度是否分布均勻決定于：時(shí)，溫度是否分布均勻決定于：()()amaaambbgHhgHh()()amaambgHgH分散垂直氣流法則適用于：分散垂直氣流法則適用于：應(yīng)用于幾何壓頭起主要作用的通道，如傳統(tǒng)的倒焰應(yīng)用于幾何壓頭起主要作用的通道，如傳統(tǒng)的倒焰窯、蓄熱室等。窯、蓄熱室等。分散垂直氣流法則不適用于：分散垂直氣流法則不適用于：（1）阻力很大的窯；如水泥立窯。）阻力很大的窯；如水泥立窯。（2）流動(dòng)速度很大或者說壓差大的窯。如梭式窯、）流動(dòng)速度很大或者說壓差大的窯。如梭式窯、旋風(fēng)窯。旋風(fēng)窯。倒焰窯倒焰窯燃燒所產(chǎn)生的火焰都從燃燒室的噴火口上行至窯頂，燃燒所產(chǎn)生的火焰都從燃燒室的噴火口上行

6、至窯頂，由于窯頂是密封的，火焰不能繼續(xù)上行，在走頭無由于窯頂是密封的，火焰不能繼續(xù)上行，在走頭無路的情況下，就被煙囪的抽力拉向下行，經(jīng)過匣缽路的情況下，就被煙囪的抽力拉向下行，經(jīng)過匣缽柱的間隙，自窯底吸火孔進(jìn)支煙道，主煙道，最后柱的間隙，自窯底吸火孔進(jìn)支煙道，主煙道，最后由煙囪排出。由煙囪排出。加煤加煤擋火墻擋火墻窯門窯門天眼天眼倒焰窯倒焰窯3 氣體通過爐門的溢出和吸入氣體通過爐門的溢出和吸入爐門中心線爐門中心線零壓面零壓面ZdZZ1Z2Z0BH爐門溢氣量的計(jì)算原理和氣體從小孔流出相爐門溢氣量的計(jì)算原理和氣體從小孔流出相同，同，必須考慮沿爐門高度的靜壓頭變化。必須考慮沿爐門高度的靜壓頭變化。w

7、1p1 1A1w2p2 2A2pw2pAwAQ22pAwAQ22流出的氣體流量流出的氣體流量: 流入的氣體流量流入的氣體流量:爐門或孔洞平面圖形爐門或孔洞平面圖形重心處的平均表壓強(qiáng)重心處的平均表壓強(qiáng)l例例1：耐火材料倒焰窯的爐門高為：耐火材料倒焰窯的爐門高為1.8m，寬為，寬為0.9m，爐內(nèi)熱煙氣平均溫度為，爐內(nèi)熱煙氣平均溫度為1400，煙氣的標(biāo)，煙氣的標(biāo)況密度為況密度為1.32kg/m3，外界空氣密度為，外界空氣密度為1.22kg/m3。已知爐底面的表強(qiáng)為已知爐底面的表強(qiáng)為6Pa，求當(dāng)爐門開啟時(shí)，求當(dāng)爐門開啟時(shí)，通過爐門的小時(shí)溢氣量。通過爐門的小時(shí)溢氣量。(設(shè)流量系數(shù)為設(shè)流量系數(shù)為0.7)l【解】煙氣密度：【解】煙氣密度：l求爐門溢氣，必須先求出零壓面，零壓面以上為正壓，熱求爐門溢氣，必須先求出零壓面，零壓面以上為正壓，熱氣溢出，零壓面以下為負(fù)壓，冷空氣吸入。氣溢出，零壓面以下為負(fù)壓，冷空氣吸入。l設(shè)零壓面在窯底上方設(shè)零壓面在窯底上方x處，以窯底為基準(zhǔn)面，列窯底處，以窯底為基準(zhǔn)面，列窯底11面與零壓面的靜力學(xué)方程：面與零壓面的靜力學(xué)方程：零壓面以上零壓面以上1.2m的爐門溢氣，面積形心（的爐門溢氣，面積形心（A點(diǎn)）的靜點(diǎn)