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热力计算中那些不可或缺的热物性

2025-04-28 13:44:26 kenengadmin 10
热力计算中那些不可或缺的热物性


锅炉的热力计算,大部分都不外乎是燃料、空气、烟气、水、水蒸气这些物质之间的热量传递。要进行锅炉的传热计算,需要预先计算出它们的有关热物性。
在介绍热物性之前,我们先科普一下几个相关常识:
◆ 气体的比热按照0℃和一个大气压下1立方米容积计量。
◆ 湿空气的比热按照1kg干空气中含有10g水计算, 按照1立方米干空气的容积计量。
◆ 平均成分烟气,也称标准烟气,是指烟气的压力为一个大气压,CO2、H2O、N2的容积份额分别为rCO2=0.13,rH2O=0.11,rN2=0.76,烟气温度应≤1600℃。
 

热物性主要内容概括

我们常用的热物性,主要有4个:

详细的说呢,主要就是:
◆ 燃料的比热,包括气体燃料、固体燃料、重油的比热
◆ 干、湿空气的比热
◆ 烟气的比热

◆ 烟气的运动粘度、导热系数、普朗特数

  热物性主要用途

燃料的比热使用情况相对简单,主要用于计算热平衡中的燃料消耗量。
空气的比热,在计算热平衡时会用到。另外,由于过量空气系数的存在,完全燃烧后的烟气中含有一部分空气,因此烟气的比热中也会用到。
烟气的比热,是指烟气中各种成分的比热,一般是用表格的形式列出来。长什么样子呢?请参考下面截图1。截图1中空气及烟气各组成成分的比热计算公式较为复杂,为简化计算,我们常常把公式近似为比热与温度成直线关系。简化后的公式又长什么样子呢?可以参考下面截图2。利用表中的公式,我们就可以算出在不同温度、不同成分下烟气的焓值,从而得到焓温表。

在烟气的对流传热计算中,一个重要的任务是计算传热系数,此时就需要用到烟气的运动粘度、导热系数、普朗特数。截图3中,分别列出了空气和平均成分烟气从0℃到2200℃的运动粘度、导热系数、普朗特数。

额外说明

做工程计算时,完全燃烧后的实际烟气成分与平均成分烟气有出入,会引起运动粘度、导热系数、普朗特数的计算偏差。如果实际烟气成分与标准烟气成分相差不大,可以把实际烟气近似为标准烟气。
如果偏差过大,则在标准烟气的运动粘度、导热系数、普朗特数前面分别再引入某个系数。因为引入系数的情况较少,此处不做详细介绍。如有需要,大家可以自己查看《锅炉机组热力计算标准方法》中的相关章节。