熱力計(jì)算中那些不可或缺的熱物性
2025-04-28 13:44:26
kenengadmin
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熱力計(jì)算中那些不可或缺的熱物性
鍋爐的熱力計(jì)算，大部分都不外乎是燃料、空氣、煙氣、水、水蒸氣這些物質(zhì)之間的熱量傳遞。要進(jìn)行鍋爐的傳熱計(jì)算，需要預(yù)先計(jì)算出它們的有關(guān)熱物性。
在介紹熱物性之前，我們先科普一下幾個(gè)相關(guān)常識(shí)：
◆ 氣體的比熱按照0℃和一個(gè)大氣壓下1立方米容積計(jì)量。
◆ 濕空氣的比熱按照1kg干空氣中含有10g水計(jì)算, 按照1立方米干空氣的容積計(jì)量。
◆ 平均成分煙氣，也稱標(biāo)準(zhǔn)煙氣，是指煙氣的壓力為一個(gè)大氣壓，CO2、H2O、N2的容積份額分別為rCO2=0.13，rH2O=0.11，rN2=0.76，煙氣溫度應(yīng)≤1600℃。
熱物性主要內(nèi)容概括
我們常用的熱物性，主要有4個(gè)：
詳細(xì)的說呢，主要就是：
◆ 燃料的比熱，包括氣體燃料、固體燃料、重油的比熱
◆ 干、濕空氣的比熱
◆ 煙氣的比熱
◆ 煙氣的運(yùn)動(dòng)粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特?cái)?shù)
熱物性主要用途
燃料的比熱使用情況相對(duì)簡單，主要用于計(jì)算熱平衡中的燃料消耗量。
空氣的比熱，在計(jì)算熱平衡時(shí)會(huì)用到。另外，由于過量空氣系數(shù)的存在，完全燃燒后的煙氣中含有一部分空氣，因此煙氣的比熱中也會(huì)用到。
煙氣的比熱，是指煙氣中各種成分的比熱，一般是用表格的形式列出來。長什么樣子呢？請(qǐng)參考下面截圖1。截圖1中空氣及煙氣各組成成分的比熱計(jì)算公式較為復(fù)雜，為簡化計(jì)算，我們常常把公式近似為比熱與溫度成直線關(guān)系。簡化后的公式又長什么樣子呢？可以參考下面截圖2。利用表中的公式，我們就可以算出在不同溫度、不同成分下煙氣的焓值，從而得到焓溫表。
在煙氣的對(duì)流傳熱計(jì)算中，一個(gè)重要的任務(wù)是計(jì)算傳熱系數(shù)，此時(shí)就需要用到煙氣的運(yùn)動(dòng)粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特?cái)?shù)。截圖3中，分別列出了空氣和平均成分煙氣從0℃到2200℃的運(yùn)動(dòng)粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特?cái)?shù)。
額外說明
做工程計(jì)算時(shí)，完全燃燒后的實(shí)際煙氣成分與平均成分煙氣有出入，會(huì)引起運(yùn)動(dòng)粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特?cái)?shù)的計(jì)算偏差。如果實(shí)際煙氣成分與標(biāo)準(zhǔn)煙氣成分相差不大，可以把實(shí)際煙氣近似為標(biāo)準(zhǔn)煙氣。
如果偏差過大，則在標(biāo)準(zhǔn)煙氣的運(yùn)動(dòng)粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特?cái)?shù)前面分別再引入某個(gè)系數(shù)。因?yàn)橐胂禂?shù)的情況較少，此處不做詳細(xì)介紹。如有需要，大家可以自己查看《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》中的相關(guān)章節(jié)。