對于進口天燃氣鍋爐而言,其中的高溫煙氣與鍋筒、煙管和水管、省煤器和空氣預熱器等換熱現象都屬于對流換熱。中正進口天燃氣鍋爐介紹如何進行對流換熱的。
對流換熱是指流體與固體表面有相對運動時發生的熱量傳遞現象。是依靠流體本身運行實際能量交換的,不僅有流體的宏觀運動,也包括在界面上的導熱和流體內部的導熱,因而對流換熱是對流與導熱的聯合作用。
影響進口天燃氣鍋爐對流換熱的因素有很多,包括流體動力、流動狀態、流體物性、表面粗糙度和表面形狀等。引起流體流動的作用力分為外力和浮升力。由外力(例如泵和風機的作用等)引起的工質流動時的換熱,稱為強迫對流換熱,采用此原理的進口天燃氣鍋爐,稱為強制循環鍋爐;由于流體內部溫度不同導致密度不同而引起的流動時的換熱,稱為自然對流,利用自然對流換熱的鍋爐稱為自然循環鍋爐。
對于進口天燃氣鍋爐對流換熱是復雜的傳熱現象,流體流動狀態直接影響換熱效果。由于湍流中流體單個質點不規則運行,產生湍動和渦旋,液體強烈混合,傳熱明顯增強,因而湍流流動時,對流換熱較強。
進口天燃氣鍋爐對流換熱可以分為單相換熱和相變換熱。單相換熱是指在換熱過程中工質的物相不發生改變,例如空氣的加熱和對水的加熱和冷卻等,熱水鍋爐系統中工質不發生相變,屬于單相對流換熱;對于蒸汽鍋爐系統,液體水被加熱轉變為飽和蒸汽或過熱蒸汽,發生了物相變化,因而屬于相變換熱。相變換熱強度比單相換熱高很多,因而蒸汽鍋爐要防止燒干,熱水鍋爐要避免汽化。
由于對流換熱過程的復雜性以及影響的因素眾多,依靠數學分析很難描述熱交熱的物理過程,一般采用實驗方法獲得準則關聯式。進口天燃氣鍋爐對流熱量一般采用牛頓冷卻公式描述。