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陶瓷蓄热体换热性能和阻力

作者:管理员 来源: 日期:2017-2-20 14:22:59
陶瓷蓄热体换热性能和阻力性能的实验研究
                                             靳世平 严亮 张喜来

                              (华中科技大学能源学院,湖北武汉 430074) 

    [摘要]介绍一种结合高频换向技术的新型陶瓷蓄热式换热器的工作原理,在几种不同工况下 对蓄热体的换热性能和阻力性能进行实验测试,并比较安装方孔蜂窝体、六边形蜂窝体和球体的换热器在同种工况下的性能差异。

    [关键词]节能;陶瓷蓄热体;换热系数

    [中图分类号] TK16 [文献标识码] A [文章编号] 1006-3986(2007)02-0022-03

    1 引言

    目前电站锅炉安装的空气预热器多采用回转蓄热式或钢管式,前者有转动装置,功率消耗大,制造精度要求高,空气侧向烟气侧漏风问题严重;后者体 积大,钢材耗量大,在低温区受热面的露点腐蚀和积灰堵塞比较严重。

    本文参考在玻璃炉窑等设备上采用的格子砖蓄热式换热器的工作原理,以一种新型材料—蜂窝陶瓷作为蓄热体,结合高频换向阀设计一种蓄热式空 气换热器。在该换热器中,烟气和空气在换向阀的 控制下交替流经蓄热体,烟气流过时热量被蓄热体吸收并蓄积,一段时间后阀门切换,冷空气流入,在蓄热体中得到预热(如图1)[1]。它具有传热面结构紧凑、比表面积大、流通性能好、耐高温、耐腐蚀、不易积灰堵塞,冷、热流体掺混少,即使蓄热体产生裂纹也不会对换热有大的影响等优点。与格子砖蓄热式换热器比较,其切换周期短,经过换热器预热后的 空气温度比较均匀。本文就目前常见的三种蓄热体———陶瓷球、正六边形孔蜂窝陶瓷(以下简称六边蜂窝)、正方形孔蜂窝陶瓷(以下简称方孔蜂窝) 在传热和阻力两方面的性能通过实验进行比较其优缺点。

                  

    2 实验装置和操作流程

    2.1 蓄热材料介绍

    三种蓄热体结构参数见表1。

           

    比表面积指单位体积的蓄热体所拥有的换热面积,通过率指在垂直气体流动方向的截面上,通流面积占总截面的百分比。当量直径dm=4A/C(A为蓄热体横截面上任一孔隙的面积,C孔隙周长)。

    2.2 实验装置介绍

    实验装置如图2。A, B为流量调节阀,手动控 制。C-J为换向阀,由装在各阀上气动执行器带动。 1和5分别送热风和冷风。2为电加热管,长1. 5 m 直径50 mm,加热管两端焊上电极与加热电源相连。 3为电流互感器, 2和3合为加热装置。4为蓄热 室,内放蓄热体。6为空压机,与气动执行器相连提供压缩空气。7为脉冲发生器,与气动执行器上的电磁阀相连,定期发送脉冲。电磁阀每接收到一个脉冲就使换向阀动作一次。8为变频器,与风机 相连。9为微压计,两端与蓄热室的进出口管路上的静压孔相连。10为转子流量计,保证装置气密性和绝热性良好。

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