陶瓷蓄熱體用量計(jì)算

從角度進(jìn)行分析蓄熱體的這種溫度波動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)爐膛中的高溫氣體通過陶瓷蓄熱體時(shí)，氣體中的熱量通過對(duì)流換熱，積蓄在蓄熱材料中，氣體溫度降低，蓄熱體溫度升高，此為熱量回收過程，儲(chǔ)能完畢后RTO切換閥門，此蓄熱體進(jìn)入溫度較低的氣體，氣體在蓄熱體中通過對(duì)流換熱，把儲(chǔ)在其中的熱量換到較冷的氣體中，盡可能的達(dá)到爐膛的溫度，如此可大減少爐膛內(nèi)的直接加熱，可以降低RTO燃燒器的功率，達(dá)到節(jié)能的目的?？梢园l(fā)現(xiàn)，若想提高換熱的效率，一種有效的方法即提高換熱面積，如此提高蓄熱體的比表面積成為一個(gè)非常有效果的途徑。

從一代蓄熱體鵝卵石，到后面的矩鞍環(huán)，再到現(xiàn)在的規(guī)整填料，都是提高比表面積，同時(shí)也降低壓降。比表面積并不是越大越好，也需要考慮氣流壓降的因素，需要有實(shí)際的工程運(yùn)用價(jià)值，規(guī)整蜂窩陶瓷蓄熱體的氣孔尺寸根據(jù)幾十年的實(shí)際工程運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，形成了常規(guī)的50cpsi（每平方英寸上的孔數(shù)）規(guī)格，目前較為常規(guī)的單塊蓄熱體尺寸為150*150*150mm或者150*150*300mm的正方體或長(zhǎng)方體型。在150邊長(zhǎng)上開有40個(gè)左右小孔，氣流壓降控制在1500pa/米左右，若將孔數(shù)擴(kuò)大到400cpsi，150邊長(zhǎng)上有120個(gè)孔，比表面積增加了2.5倍左右，但蓄熱體的壓降則到8000pa/米以上（此處壓降對(duì)比都在相同的標(biāo)況面風(fēng)速1.2Nm/s條件下進(jìn)行的），工程上缺少實(shí)際運(yùn)用的可能性。運(yùn)用較為成熟，高，效果好的，經(jīng)過多年實(shí)踐，普遍為150mm邊長(zhǎng)有40個(gè)孔的蓄熱體，兼顧了經(jīng)濟(jì)型，成品率，效果等多個(gè)方面。

關(guān)于高工作溫度，由于其Al2O3的含量較低，其產(chǎn)品其實(shí)達(dá)不到宣傳的高工作溫度，藍(lán)太克公司會(huì)特別告知蓄熱體正常運(yùn)行溫度不要超過950℃。

蜂窩陶瓷蓄熱體從開發(fā)出來(lái)即面臨堵孔的問題，藍(lán)太克公司開發(fā)的一款賽格蒙分層式蓄熱體可以較好的解決部分堵孔的問題，工程實(shí)踐中具有非常好的效果。運(yùn)用多的為SHC-40規(guī)格，成為RTO蓄熱體的主流產(chǎn)品。其它規(guī)整蓄熱體也以40孔為主要的RTO用蓄熱體。
在陸震維編撰的《廢氣凈化技術(shù)》一書中，引用了德國(guó)人H.Hausen所做的數(shù)學(xué)模型，將蓄熱體的傳熱計(jì)算，轉(zhuǎn)換成換熱器的模型進(jìn)行計(jì)算。其前提假定原理是一股氣體，在冷周期中吸收的熱量，與另一股氣體，在熱周期中釋放的熱量相等。當(dāng)無(wú)限的經(jīng)常切換的限情況下，則熱效率與相同大小的間壁式換熱器一樣，當(dāng)切換時(shí)間越長(zhǎng)，熱效率則也越低。

目前對(duì)RTO的熱效率大多是按換熱器的溫度效率來(lái)計(jì)算。蓄熱體需用的量的計(jì)算過程如下：

a.根據(jù)蓄熱體的規(guī)格參數(shù)，計(jì)算出比較面積m2/m3；b.設(shè)定所需要的熱效率，比如95%；c.設(shè)定爐膛溫度，如780℃；d.設(shè)定廢氣溫度，如25℃；e.設(shè)定廢氣風(fēng)量，設(shè)置進(jìn)入蓄熱式的風(fēng)速；

f.根據(jù)熱效率公式，可得到出蓄熱式的溫度to；g.根據(jù)對(duì)流換熱系數(shù)公式，計(jì)算出換熱系數(shù)α；h.分別計(jì)算廢氣進(jìn)出蓄熱體以及煙氣進(jìn)出蓄熱體的換熱系數(shù)，并且考慮爐膛內(nèi)熱輻射影響的換熱系數(shù)，參考《傳熱學(xué)》,參考

王秉銓編撰《工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，對(duì)流換熱器的的綜合換熱系數(shù)的計(jì)算公式。i.計(jì)算周期內(nèi)蓄熱體吸熱的熱量，及放熱的熱量，即進(jìn)出蓄熱體的氣體的溫差的，選取數(shù)值高的Q。

j.根據(jù)蓄熱體的比

表面積，可得出蓄熱體體積，參照蓄熱體的單塊尺寸，根據(jù)設(shè)計(jì)的廢氣進(jìn)蓄熱體的風(fēng)速，可計(jì)算出，蓄熱體的迎風(fēng)面面積，則可得出蓄熱體的堆高度。此處需要注意的是，通過公式計(jì)算出的換熱面積

A，包含了冷卻面積和加熱面積兩部分，所以計(jì)算蓄熱體用量時(shí)，只需要一半即可。因?yàn)樾顭狍w蓄熱和放熱分別在2個(gè)室體內(nèi)進(jìn)行。k.關(guān)于陶瓷蓄熱體對(duì)層的流體壓損，參考陸震維的《廢氣的凈化技術(shù)》一書，有詳細(xì)的計(jì)算過程，這里不做過多闡