热风炉用耐火球球径的选择
发布日期： 2018-08-27 09:49:23 阅读量（551） 作者：球床周期传热过程是由耐火球体表面与其外部气体介质之间的外传热和耐火球体内传热两个环节组成的。当球床空隙中的外传热条件一定时,耐火球体内传热速率取决于球径和材料的热物理性质。材料热性能确定后,耐火球径的大小对球床热工影响很大。适宜的耐火球径应能使球床外传热和内传热同时兼顾，又使风温和废气温度波动不致过大。
理论认为采用直径均一的耐火球对改善球床的各种性能都是较为理想的。试验研究和生产实践证明,增大球径可以减少球床压头损失,这已被测验研究和生产实践所证实。对流给热系数随耐火球直径变化,当球径由40mm降到25mm时,对流给热系数相对增加15%,在其它条件不变时,耐火球的直径愈小,传热面积,即周期传热量就愈大。采用直径小的耐火球对传热有利,直径大的耐火球对辐射给热有利,所以使综合给热系数上升的幅度变小。若保持蓄热面积不变,球床截面固定,改用大球会导致球床高度增加,结果造成球床阻力变大。热风炉上部球床如采用80mm这种球径的球床结构,上部球床单位体积球床的加热面积相应减少25%[2],同时因球径增加,对流传热系数减小,对提高风温有一定的影响。
图1 阻力随耐火球直径及球床高度的变化
图2 耐火球直径与传热面积的关系
合适的耐火球直径,既能使球床具有良好的热工特性,又不致使其阻力增加过大,两相兼顾,目前φ40mm/φ60mm是球式热风炉用耐火球的理想球径。
在实际应用中按耐火球直径和材质品质分段的多段式球床结构已基本确立。两段式球床多采用φ40mm/φ60mm耐火球组合形式,三段式球床采用φ40mm/φ60mm/φ80mm耐火球组合形式。
球床上部高温区采用大球径耐火球,有利于发展辐射传热、降低气体阻损,以及稳定热风出口温度;下部中、低温区采用较小球径,有利于改善对流传热和降低废气出口温度,达到提高热效率的目的。
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