夹套式上升管内荒煤气对流辐射传热的计算

作     者：黄海清 邹声华 沈毅 赵勇 HUANG Haiqing;ZOU Shenghua;SHEN Yi;ZHAO Yong

作者机构：湖南科技大学土木工程学院411201湖南湘潭 湖南华菱节能环保科技有限公司411100长沙 

出 版 物：《煤炭转化》 (Coal Conversion)

年 卷 期：2020年第43卷第1期

页      面：89-96页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51274098,51134005) 湖南省战略性新兴产业科技攻关与重大科技成果转化专项项目(2017GK4013) 

主　　题：上升管 荒煤气 数值计算 Runge-Kutta法 传热 

摘      要：通过理论推导和数值计算,分析了荒煤气在上升管内流动的对流传热和辐射传热问题。基于热平衡方程推导得到上升管内荒煤气流动传热微分方程,考察荒煤气进口温度、内壁面发射率、对流传热系数和斯坦顿数对上升管内壁面温度变化和荒煤气出口温度的影响。采用Matlab软件编制四阶Runge-Kutta计算程序求解,得出上升管内壁温度沿轴线方向的变化曲线和荒煤气的平均传热系数,荒煤气在夹套式上升管中的平均传热系数为30 W/(m^2·K)~36 W/(m^2·K),将此计算结果与他人的成果进行对比,吻合较好,误差为10%左右。结果表明:辐射传热过程主要受内壁面发射率和荒煤气进口温度的影响,内壁面发射率越大,辐射传热量越大;流体速度对对流传热的影响很大,随着流速的增加,对流传热量增大;焦炉在一个炼焦周期内,应该合理控制荒煤气的流量,可避免上升管内壁焦油的凝结;在设计上升管时,增大内壁面的发射率,可以提高上升管的传热效率。