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金属加热炉炉膛内各种热量的相互作用

图46炉膛内传热情况示意图
不少工业炉炉子技术人员对这些可变数的相互关系并不十分了解。因此，最好先计算一个简单情况，然后再由此出发去进一步计算较为复杂的工业炉情况。例如，先计算一种普通天然气在既无剩余空气，又无剩余燃料时所生燃烧产物的传热系数。假定炉内沿着工件和炉壁而流动的燃烧产物，其流速能使对统传热系数达14.60'千卡/米2•时•°C。又假定所用的炉子是最简单的圆柱形炉子，炉内悬放的实心工件也是圆柱形的，悬放的位置与炉子同心。计*算时，可以选定五种不同的燃烧产物温度，分别进行计算。在每一种温度下选取几种工件温度。在燃烧产物温度和工件温度两者的每个组合下，选取几种不同的气体层厚度。并且在上述三种变数的每个组合下，再选取/I种不同的“工件面积对炉壁面积之比”。然后再在上述四种变数的每个组合下，估计一个大致的炉壁温度。最后，在这估计的炉壁温度及气体辐射的基础上计算出新的炉壁温度。如果炉壁的估计温度与计算温度一致，就表明算出来的总传热系数是IE确的。如果不一gc，那就要重新估计一个新的炉壁温度并重新进行计算。附录二内编有一个示范性的计算；其中炉壁及工件的黑度都采用0.9，其计算结果列于表5和表6。表5给澍了各种情况下所用的传热系数（从燃烧产物向工件传热）。显然，在燃烧产物的任何一个温度下，传热系数不仅随着工件温度而变化，并且还随着工件与炉壁的面积比以及燃烧产物层的厚度而变化。表6所示是炉壁温度，其计算依据均与表5所选取的一样。从表6可以看出，炉气与炉壁的温度是相差很多的。
最后还需要着重指出，表5和表6都没有考虑另外三个变数，即：（1)火焰的黑度；（2)工件的黑度；（3)对流传热系数的变化。图47所示是工件和火焰两者的黑度对单独一组变
对于其他燃料，也可按表5和表6的计算步骤算出类似的表格。计算并不困难，但是非常冗长。
如前所述，表5和表6都是按空气与天然气的理论配合比进行计算的。当空气有剩余时，气体的辐射能力会减小，就象炉气层减薄后所产生的影响一样。这时，传热系数和炉壁温度两者都要下降。当天然气有些剩余时，燃烧产物仍然是清净的，但这时会产生“中间燃烧产物”，这种中间燃烧产物是能辐射的，因而传热系数和炉壁温度都将上升。当火焰的亮度(不透明度）增加而火焰温度仍保持恒定时，传热系数和炉壁温度两者都会上升。当火焰亮度极高而成为不透明时，火焰的辐射能力就会跟固体差不多，炉壁就会达到火焰温度。数下的传热系％所产生的影响。这组变数是：气体温度等于1300°C，工件温度等于815°C，/?等于0.3，而s等于1.22米。可以看出，在制定表5和表6时所用的工件黑度0.9和气体黑度0.21两个数值中，无论那一个数值发生变化都会使总传热系数受到显著的影响。
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