式中:Q——氣體對流傳給製品表麵的熱,W;
k——對流傳熱係數,Wbr(m2·℃)
t——氣體的溫度,℃;
tm——製品表麵的溫度,℃;
A——製品的加熱表麵,m2。
從公式可以看出,增加對流傳熱有以下幾個途徑:
(1)擴大傳熱麵積 將製品稀疏碼放,使製品能被熱氣體包圍,所有表麵都成為加熱麵,盡量成為雙麵加熱。
(2)提高氣體溫度 在燒成帶用最合理的空氣過剩係數,預熱空氣,減少各種熱損失,盡量提高實際火焰溫度。在預熱帶防止漏入過多冷空氣,以免降低氣體溫度。現在提高了氣體溫度,擴大了氣體與製品間的溫度差,使傳熱加快。以上是指製品加熱階段。如果在冷卻階段則相反,應鼓入大量冷風,也是擴大產品與空氣的溫度差,以加快對流傳熱。
(3)提高對流傳熱係數 增加窯內的氣體循環,采取高速調溫燒嘴,對提高對流傳熱係數,縮短燒成時間,達到快速燒成作用很大。采用高速調溫燒嘴,應和取消匣缽相配合。如果不取消匣缽,陡然加快了對流給匣缽之熱,而匣缽內部的製品卻仍靠流速極小的層流對流(自然對流)來傳熱,把熱量從匣缽內表麵傳給製品,還是快不起來。
(二)隧道窯內的氣體輻射傳熱
火焰窯爐內燒成帶及預熱帶高溫段主要靠燃料燃燒產物輻射傳熱給製品。預熱帶低溫段由於溫度低,輻射熱和對流熱相比居於次要地位。冷卻帶隻有空氣,空氣為同一元素的二原子氣體,不能接受輻射熱,所以在該帶無氣體輻射傳熱,產品冷卻時放熱靠空氣對流帶走。
固體表麵輻射能力和材料成分關係不大,而氣體輻射卻與具有輻射能力的氣體成分有關。不同的氣體有不同的輻射能力。將重油噴到窯內燃燒,燃燒產物中含有甚多零狀油滴,可以大大提高輻射能力。
隻有分子結構比較複雜的三原子以上氣體和不同元素的二原子氣體才有輻射能力。
燃燒產物中含有CO2、H2O、、CO、遊離碳,油蒸氣等,這些成分具有輻射能力(因燃燒產物中CO含量不多,其輻射熱往往不計)。
氣體輻射和固體表麵輻射有不同的地方。固體表麵輻射隻限於表麵很薄的一層,和它的體積厚度無關。而氣體輻射是分子輻射,在整個體積內進行,與氣體體積,即輻射層厚度有關。所以窯內料垛適當稀碼,空隙大些,可以多容納些具有輻射能力的氣體分子,氣體輻射層的厚度大些,可以提高輻射能力,加速燒成。為了增加窯內氣體輻射層的厚度,把燒成帶做得寬些、高些,配以適當大的料垛內部氣體通道,易於快速燒成。
料垛通道中氣體與製品的輻射傳熱與氣體的黑度成正比,黑度與輻射層厚度有關,輻射層厚度又與通道當量直徑有關。氣體的黑度隨著通道當量直徑的增大而增加。大通道的黑度大,氣體輻射給出的熱量多,所以稀碼可以快速燒窯。
式中:Q——氣體對流傳給製品表麵的熱,W;
k——對流傳熱係數,Wbr(m2·℃)
t——氣體的溫度,℃;
tm——製品表麵的溫度,℃;
A——製品的加熱表麵,m2。
從公式可以看出,增加對流傳熱有以下幾個途徑:
(1)擴大傳熱麵積 將製品稀疏碼放,使製品能被熱氣體包圍,所有表麵都成為加熱麵,盡量成為雙麵加熱。
(2)提高氣體溫度 在燒成帶用最合理的空氣過剩係數,預熱空氣,減少各種熱損失,盡量提高實際火焰溫度。在預熱帶防止漏入過多冷空氣,以免降低氣體溫度。現在提高了氣體溫度,擴大了氣體與製品間的溫度差,使傳熱加快。以上是指製品加熱階段。如果在冷卻階段則相反,應鼓入大量冷風,也是擴大產品與空氣的溫度差,以加快對流傳熱。
(3)提高對流傳熱係數 增加窯內的氣體循環,采取高速調溫燒嘴,對提高對流傳熱係數,縮短燒成時間,達到快速燒成作用很大。采用高速調溫燒嘴,應和取消匣缽相配合。如果不取消匣缽,陡然加快了對流給匣缽之熱,而匣缽內部的製品卻仍靠流速極小的層流對流(自然對流)來傳熱,把熱量從匣缽內表麵傳給製品,還是快不起來。
(二)隧道窯內的氣體輻射傳熱
火焰窯爐內燒成帶及預熱帶高溫段主要靠燃料燃燒產物輻射傳熱給製品。預熱帶低溫段由於溫度低,輻射熱和對流熱相比居於次要地位。冷卻帶隻有空氣,空氣為同一元素的二原子氣體,不能接受輻射熱,所以在該帶無氣體輻射傳熱,產品冷卻時放熱靠空氣對流帶走。