蜂窝状蓄热式热交换器的理论计算分析
蜂窝体型蓄热室传热系数的计算
蜂窝体型蓄热室传热系数的计算蜂窝体型蓄热室传热系数的计算是一项重要技术，能够有效地开发与节能有关的热力学技能，以及在其他技术领域产生广泛影响。
本文将根据蜂窝体型蓄热室传热系数的数学计算原理和解析解，详细介绍如何计算这一方面的传热系数。
一、计算蜂窝体型蓄热室传热系数的几何参数1、体积：体积定义为空间中由热质流动所包围的物质部分。
其长度和宽度定义用于确定立方体的边长，用于确定体积的高度定义为内表面的矩形面上的厚度。
2、温差：温差定义为在表面上的热质流动的两个表面处，物质温度的差值。
3、传热系数：传热系数定义为自表面到体积中心的热质流动速度，可用于衡量两个热层之间物质的热传导特性。
二、计算蜂窝体型蓄热室传热系数的数学模型1、表面传热系数：表面传热系数定义为物质表面到环境温度的热质流动速度。
表面传热系数的数学模型定义为：α=(1-α)λ/D ，其中，α为立方体体积的表面传热系数，D为温度差，α为热系数。
2、室内空气传热系数：室内空气传热系数定义为室内空气流动到热源处的热传导速度。
数学模型定义为：α=(1-α)σ2(ρ/g)/D，其中,α为室内空气流动的表面传热系数，D为温度差，ρ为空气密度，g为重力加速度。
3、室内热量传热系数：室内热量传热系数定义为热源处到室内空气流动处的热量流动速度。
数学模型定义为：α=(1-α)σ2(ρ/g)/D，其中,α为室内热量传热系数，D为温度差，ρ为热源密度，g为重力加速度。
三、计算蜂窝体型蓄热室传热系数的解析解1、面积指数：面积指数被定义为表面热量流动系数的函数，可用来测量物质面积的影响。
物质的表面系数与物质的面积的比值成反比，即A~1/area，A代表表面系数，area代表物质面积。
2、方体容积：方体容积可以将传热系数与物质方体中空气流动比例相结合。
其可表述为C=V/Vcube，C为传热系数，V为空气流动流速，Vcube为整体方体容积。
3、表面温度：表面温度差定义为室内的表面温度与热源的温度之差。
蜂窝陶瓷蓄热体换热效率和高度
蜂窝陶瓷蓄热体换热效率和高度一、引言蓄热体是近年来广泛应用于能源转换和储存领域的一种热传导材料。
蜂窝陶瓷蓄热体是其中一种常见的设计。
本文将探讨蜂窝陶瓷蓄热体在传热过程中的效率和高度对于换热性能的影响，并提供一些相关实验和研究结果。
二、蜂窝陶瓷蓄热体的结构和工作原理蜂窝陶瓷蓄热体是一种具有规则孔隙结构的热传导材料。
由于其良好的热容量和导热性能，它被广泛应用于太阳能集热器、储能系统等领域。
其工作原理基于材料内部孔隙结构的热传导和储能过程。
三、蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率是评估其性能的重要指标之一。
换热效率取决于多个因素，包括材料的导热性能、孔隙结构的设计等。
1.材料的导热性能蜂窝陶瓷蓄热体的导热性能是影响换热效率的主要因素。
导热性能越好，热量在材料内部的传递速度就越快，从而提高换热效率。
研究表明，选择导热性能良好的材料，如具有高热导率的陶瓷材料，可以显著提高蓄热体的换热效率。
2.孔隙结构的设计蓄热体的孔隙结构对于换热效率也有着重要的影响。
通常，蜂窝陶瓷蓄热体会通过设计不同形状的孔隙结构来增加有效表面积，从而提高换热效率。
例如，增加蓄热体的高度可以增加其表面积，提高热量传递的速率。
四、蓄热体高度对换热性能的影响蓄热体的高度也是影响换热性能的重要因素之一。
高度不同会影响蓄热体的表面积和导热路径的长度，进而影响其换热效率。
1.高度与表面积的关系蜂窝陶瓷蓄热体的高度与其表面积成正相关。
增加蓄热体的高度可以增加其表面积，提高热量传递的速率。
然而，随着高度的增加，由于热量传递过程中存在阻力，换热效率不会线性增加。
2.高度与导热路径的关系蓄热体的高度也会影响导热路径的长度。
较长的导热路径会增加热传导的阻力，并降低换热效率。
因此，在设计蜂窝陶瓷蓄热体时，需要在高度和导热路径长度之间寻找最佳平衡点，以获得最高的换热效率。
五、实验和研究结果许多实验和研究都证明了蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率和高度之间的关系。
蜂窝型蓄热室传热过程的数值模拟及热工特性
蜂窝型蓄热室传热过程的数值模拟及热工特性欧俭平2吴道洪2肖泽强11 中南大学能源与动力工程学院，长沙4100832 北京神雾热能技术有限公司，北京100083摘要介绍了高温空气燃烧过程中蜂窝型蓄热体的工作原理，并建立蓄热体三维非稳态传热数学模型，运用计算流体力学通用软件CFX4.3，对模型进行了计算。
计算结果与现场测试情况吻合较好。
关键词高温空气燃烧；蜂窝蓄热体；CFX软件；热工特性NUMERICAL SIMULA TION OF HEA T TRANSFER PROCESS AND THERMAL PERFORMANCE OF HONEYCOMB REGENERA TOROu Jianping2Wu Daohong2Xiao Zeqiang11 School of Energy and Power Engineering, Central South University, Changsha 410083,China2 Beijing Shenwu Thermal Energy Technology Co., Ltd., Beijing 100083, ChinaAbstract: The operating principle of honeycomb regenerator in high temperature air combustion is introduced. The mathematical model of transient transfer of regenerator is established and the thermal performance of honeycomb regenerator is studied by means of CFX code. The calculatedresults agree with on-site measurement very well.Key words: High Temperature Air Combustion; CFX code; Honeycomb Regenerator; ThermalPerformance1 前言高温空气燃烧技术是新兴的先进燃烧技术，具有显著的节能环保效果。
蓄热式热交换器传热设计计算
第三章蓄热式热交换器传热设计计算由于蓄热式热交换器始终处于不稳定传热工况下工作，换热流体或传热面的温度都随时间和它的位置而变化，所以传热系数和传热量也随时间而变。
为了解决这一困难，在计算中常把加热期和冷却期合在一起作为一个循环周期来考虑，即传热系数为一个循环周期内的平均值。
这样，我们就可以像普通的间壁式热交换器那样进行设计计算。
蓄热式热交换器设计计算的基本方法为对数平均温差法，由于篇幅所限，本章仅根据这类热交换器因结构和工作情况的不同而导致的传热设计计算上的差异作一必要的阐述。
第一节传热系数对于回转型蓄热式热交换器，基于式（!"#）同时还应考虑到烟气、空气冲刷转子的份额不同（一般，烟气冲刷占$%&!，空气冲刷占$!&!，过渡区为!’(&!）及蓄热板表面积灰等因素，因而传热系数的计算式为)*!·+"$$,$-$.$,!-!，#$（%!·&）（$"$）式中!———综合考虑烟气对蓄热板表面的灰污以及烟气和空气对传热面未能冲刷完全及漏风等因素对传热系数影响的利用系数，一般，!*&/%0&/1；+"———考虑低转速时不稳定导热影响的系数，其值主要与转速有关；,$、,!———分别为烟气、空气冲刷转子的份额，可表示为!"#!"!$#%"%#&"&!’#!’!$#%’%#&’&式中%、%"、%’———分别为总的、通过烟气和空气处的传热面积；&、&"、&’———分别为总的、烟气和空气的流通截面积。
对于阀门切换型蓄热式热交换器，由于蓄热体是格子砖，其蓄热能力及砖表面与内部温度之差等对传热的影响较大，所以每周期传热系数的计算式常表式为(#［")"!"*")’!’*’+"#$%］,"，!（"’，#周期）（-,’）式中+———格子砖的平均比热；"———格子砖的容重；#———格子砖的厚度；$———格子砖的利用率；%———格子砖的温度变动系数。
蜂窝蓄热体
蜂窝蓄热体标题：蜂窝蓄热体：能源领域的创新之源在当今迅猛发展的科技时代，能源的高效利用和可再生能源的研究已成为全球关注的焦点。
在这个背景下，蜂窝蓄热体作为一项创新技术崭露头角，为解决能源存储和利用方面的难题提供了一种令人振奋的解决方案。
本文将深入探讨蜂窝蓄热体的原理、应用领域以及其在推动可持续能源发展中的潜力。
## 1. 蜂窝蓄热体的原理蜂窝蓄热体的核心原理是通过特殊设计的结构，将热能高效地储存起来并在需要时释放出来。
其独特的蜂窝状结构使得热量得以均匀分布，提高了热能的传导效率。
这一原理使得蜂窝蓄热体成为一种理想的能源存储解决方案，可广泛应用于太阳能、风能等可再生能源系统。
## 2. 蜂窝蓄热体的结构与材料蜂窝蓄热体的结构设计十分关键，一般采用多孔的蜂窝状网格，使得热能能够充分渗透并储存。
常见的材料包括高导热材料，以确保热量的迅速传导。
此外，蜂窝蓄热体的外层通常覆盖有高反射率材料，以最大限度地吸收来自太阳的热能。
## 3. 蜂窝蓄热体的应用领域### 3.1 可再生能源系统蜂窝蓄热体在可再生能源系统中发挥着关键作用。
太阳能光伏和风能发电系统通常面临天气变化和能源波动的挑战，而蜂窝蓄热体可以作为能量存储设备，平衡能源的供应与需求，提高系统的稳定性和可靠性。
### 3.2 工业热能储存在工业生产中，能源的高效利用至关重要。
蜂窝蓄热体可以被广泛应用于工业热能储存系统，例如冶金和化工行业。
通过将过剩热量储存起来，再利用于生产过程中，不仅提高了能源利用率，还减少了对传统能源的依赖。
### 3.3 建筑领域在建筑领域，蜂窝蓄热体也展现了其独特的价值。
它可以被整合到建筑结构中，用于储存白天吸收的太阳能热量，然后在夜间释放出来，为建筑提供舒适的温度，减少对传统供暖和制冷系统的依赖。
## 4. 蜂窝蓄热体的优势与潜力### 4.1 高效能源存储蜂窝蓄热体的高效能源存储能力使其在可再生能源系统中成为不可或缺的一部分。
蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的数值模拟
（ １ ．辽 宁科 技大学 材料 与冶 金学 院 ，２ ．鞍 钢集 团钢铁 研究 院 ）
摘 要 蓄热体是蓄热式燃烧技术 的重要部 分 ，文章 运用数值 模拟方 法模拟 了蜂窝 陶瓷蓄 热
体的换热过程 ，利用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软件对蓄热体达到稳 定，并得到 了蓄热体稳定工作 时气 体 温度 、速度及 压力分布 规律 ，为蓄热 体 的实 际 应用提供 了一定的理论依据和指导 。
１ 物理 模型 与数 值计 算 １ ． １ 物理 模型
单元孔格的中间分界线取得的半壁厚单通道蓄热 体作 为 计 算 域 ：孔 格 宽 为 ２ ． ４ ５ ｍ ｍ，壁 厚 为
０ ． ４ ７ ５ ｍ ｍ，长 度 为 ３ ０ ０ ｍ ｍ。
１ ． ２ 流动与换热数学模型 流动与换热的数学模型可用下述控制方程组
关键字 蜂窝蓄热体 换热特性 数值模拟 高温空气燃烧技术
Ｃｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ Ｈｏ ｎ ｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ Ｒｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｅ ａ ｔ Ｔｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｇａ ｓ Ｆｌ ｏ ｗ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ
新型蜂窝蓄热体热工特性的数值模拟
（ 华南理 工大学 机械 与汽 车工程学 院 ， 州 ５０４ ） 广 １６０
Ｎｕ ｍｅ ｉａ ｍｕａ ｉ ｎ ｏ ｅｒ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｏ ｈ ｗ ｎ ｙ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｒ ｌ ｃ Ｓｉ ｌｔ ｎ Ｔｈ ｍａｌ ｏ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｆ ｅ Ｎｅ Ｈｏ ｅ ｃ ｍｂ Ｒｅ ｅ ｅ ａ ｏ ｓｃ ｔ
ｉ ｈ ａ ｔ ｎ ｅ ｔ ｉ ｒａｅ ｙ５ ｌ ｒ．ｈ ｒ ｏａ ｏ ｉ ｎｗ ｈ ｎｙ ｏ ｂｒ ｅ ｅａｏ ｒ ｉｅ ｅ ｎ ｅ ａ ｓ ｒ ａ ｃｅ ｄｂ ％ ｎ ｅ ｅ ｏ ｓ ｔ ｓ ｅ ｏ ｅｃ ｍ ｅ ｎ ｒ ｒ ｏ ｄ ｓａｎｗ ｔ ｒ ｆ ｒｅ ｎ ｓ ｏ Ｔ ｐ ｐ ｌｆ ｈ ｇ ｔ ｐ ｖ ｉｅ ｆ ｒｈ ｎ ａ ｃｎ ａ ｔ ｎ ｅ ｉ ｅｒ ｅ ｒｔ ｄｔｅｒｔ ａ ｂ ｉｆ ｒｕｔｅ ｕ ｙ ｄ ａ ｏ ｅ ｈ ｎ ｉ ｏ ｈ ｔｒ ｓ ｒ ｎｔ ｇ ｎ ａｏ ａ ｏｅ ｃ ａ ｓ ｏｆ ｒ ｒ ｔｄ ． ｔ ｅ ｇｆ ｅ ａ ｆ ｈ ｅ ｅ ｒ ｎ ｈ ｉｌ ｓ ｈ ｓ
蓄热体压 力损 失较 小 ， 气出 口温度低 ， 烟 传热速 率 大， 且传 热速 率增 大 ５ Ｘ ％ｒ上。这种 新型蜂 窝蓄 热体的
提 出， 为蓄 热式换热 器的强化传 热提供 新 的思路 ， 为进一 步研 究提供理 论依 据 。
关 键词 ： 窝蓄热体 ； 蜂 传热 ； 数值模拟 【 ｂｔａｔ Ａ ｋｎ ｅ ｏｅｃｍｂｒｇｎｒｔｒｃｌ ｄｃｎｅｇｎ － ｉ ｎ ｈｎ ｅ ｒｇｎｒｔｒ Ａ ｓｒｃ】 ｉ ｏ ｎｗ ｈｎｙｏ ｅｅｅａｏ ａｅ ｏｖｒｉｇ ｄｖ ｄｆ ｌ ｅ ｇｃａｎｌ ｅｅｅａ ｏ Ｗ Ｓｉｔ ｄｃｄＨ ａ ｔｎｆｒ ｒｃｓ ｏ ｅｎｗｈｎｙｏ ｅｅｅａ ｒ ｄｔｅｔ ｄｔ ｎｌ ｏ ｙｏ ｅ ａ ｎｒ ｕｅ．ｅｔｒ ｓ ｏｅｓｆｔ ｅ ｏｅｃｍｂｒ ｎｒｏ ｒ ｉｏａ ｈｎ ｃｍｂｒ－ ｏ ａ ｅ ｐ ｈ ｇ ｔ ａ ｈ ａ ｉ ｅ ｎ
蜂窝陶瓷蓄热体传热数学模型及传热系数求解
3 假设和传热系数的计算
3. 1 假设 蜂窝陶瓷蓄热体截面如图 2 示 ,蓄热体的方孔 边长[8 ]2. 5 mm ,壁厚 0. 5 mm 。冷/ 热气体从方孔 1 周期性流过 ,流体与四周陶瓷蓄热壁连续换热 。假 设流体流过蓄热体时在各小孔的流速分布均匀 。由
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［ 中图分类号］Ｔ １ ［ Ｈ６ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章 编号 ］１７ — ０６ （ ０７ ４—０ １ ３ ６ １ ２ ５ ２ ０ ）０ ０４—０
高 温 空 气 燃 烧 已认 清 了 以下 问 题 。 （ ） 随着 温 度 的高 温 化 出 现 的燃 烧 特 性 是 ： １ 效 率 虽 上 升 ，但 火 焰 温 度 的 上 升 是 局 部 性 ，ＮＯ 浓度却 急剧增 加 。 （ ） 高 温 空 气 燃 烧 可 达 到 ：①低 Ｎ ；②低 噪 ２ Ｏ 音 ；③火 焰 温 度 平 坦 化 等 在 实 用 中 的 几 乎 各 种 特 性 。 （ ） 在高温 且 低 氧 空气 的燃 烧 中 。以前 几 乎 ３ 看 不到 的 以 Ｃ 发 光 为 中 心 的绿 色 火 焰 变 旺 ” 。 Ｊ 以 往 传 热 的 计 算 是 凭 经 验 ， 如果 基 于科 学 的演
维普资讯
昆 明 文 学 学 报
２ ０ ，１ （ ） ４—１ ０ ７ ８ ４ ：１ ６
ＣＮ ５ ３—１ ４ ／ １ ４ Ｇ４
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｎ ｉ ｅｓｔ ｏ ｒ ａ ｆＫｕ ｍｉｇ Ｕｎｖ ｒｉｙ
蜂 窝 状 蓄 热 式 热 交换 器 的 理 论 计 算 分 析
烧 。 由于 助长 了聚合 反 应 ，预 料 在 高 温燃 烧 领 域 实 Ｊ 现低 Ｎ 化也 有 可 能 。一 旦 炉 内温 度 达 到平 坦 化 ，平 Ｏ
℃ 以 上 （ 的 可 高 达 １ ５ ℃ ） 其 氧 气 浓 度 低 于 有 ０ ２ １ ％ （ 的 可 低 达 ３～５ ），改 变 火 焰 结 构 ，从 而 ５ 有 ％
使 炉 温 均 匀 、 ＮＯ 生 成 减 少 、 噪 音 降 低 、 能 源 消
耗 减 少 。 高 温 低 氧 燃 烧 常 被 称 为 高 温 空 气 燃 烧 技 术 ，其 核 心 是 热 循 环 再 生 燃 烧 系 统 ， 主要 由高 效 热 交换器 （ 再 生 媒 体 ） 燃 烧 器 、 快 速 切 换 阀 组 热 、 成 ，论 文 就 热 交 换 器 进 行 了 一 些 计 算 和 讨 论 。
绎 式 确 立 新 的 传 热 计 算 法 ，并 把 它 应 用 于 高 温 空 气 燃 烧 ，那 就 很 有 可 能使 最 先 进 的 工 业 用 炉 诞 生 。 为
进 行 高 温 空 气 燃 烧 ，所 需 要 的 高 温 空 气 是 用 １ ８ ９０ 年 左 右 就 已实 用 化 的 短 时 间 转 换 式 蓄 热 器 预 热 。在 日本 ，１ ９ ９ ５年 以后 这 种 蓄 热 器 迅 速 普 及 ，在 钢 铁 用 加 热 炉 、热 处 理 炉 、铝 熔 解 炉 以 及 辐 射 发 热 管 等 广 为利 用 。蓄 热 式 燃 烧 系 统 正 在 成 为 各 企 业 自愿 节
１ 引言
为 了克 服 能 源 利 用 率 偏 低 和 能 源 生 产 、 消 费 中 污 染 物 大 量 排 放 等 问 题 ， 如 ＮＯ ，Ｓ Ｃ 以及 Ｏ， Ｏ 近 几 年 引 起 较 大 注 意 的 Ｎ Ｏ 等 ，它 们 是 产 生 光 化 学 雾 、酸 雨 、温 室 效 应 和 臭 氧 层 破 坏 的原 因 。近 年 来 在 改 进 燃 烧 方 式 方 面 ，正 在 开 发 、 应 用 低 温 富 氧 燃 烧 技 术 和 高 温 低 氧 燃 烧 技 术 。常 规 燃 烧 方 式 中 氧 气 浓 度 为 ２ ％ ，入 炉 空 气 温 度 ２ ｌ ０～４ ０℃ ，燃 烧 ５ 温 度 （ 温 ）１ ０ 炉 ０～１ ０ ２ ０℃ ；低 温 富 氧 燃 烧 是 通 ４
梯度 及 浓 度 梯 度 均 小 ，是 一 种 均 一 化 及 平滑 化 的 燃
２ 高温空气燃烧技术
２ １ 高 温 空 气 燃 烧 的 目的 ． 高 性 能 工 业 用 炉 开 发 项 目的 具 体 目标 ： （ ） 削 １ 减 ３ ％ 以上 的 Ｃ 排 放 量 ０ Ｏ （ 能） （ 低 Ｎ 节 。 ２） Ｏｘ及 低 燃 烧 噪 音 。 （ ） 完 成 设 备小 型 化 。 ３ 以现 有 技 术 而 言 ， 因 它 们 处 于 互 相 制 约 的 关 系 ，三 者 同 时 达 成 被 认 为 是 不 可 能 的 事 。这 三 点 有
燃 烧 空 气 的高 速 喷流 在 炉 内 形 成 的气 体 再 循 环 使 炉 内温 度 平 坦化 ，从 而 为使 用 高 温 空 气 时 抑 制 有 局 部
出现高 温 域 变成 可 能 。 另外 由气 体 循 环 的强 化 或 因 燃 烧 分 散 出 现 的 高 温 或 低 氧 空 间 的 燃 烧 ，其 温 度 势 （ｅ ｅａｕｅｐ ｔｎｉ１ 虽然 高 但 其 火 焰 体 积 大 、温 度 ｔｍｐ ｒｔｒ ｏｅ ｔ ） ａ
能 的重 要 支 柱 。 ２２ 高温空气 燃烧 的原理 与效果 ．
过 空 气 膜 分 离 ， 使 氧 气 浓 度 提 高 到 ２ ％ ～３ ％ ， ８ ０ 而 燃 烧 温 度 可 降 低 到 ８ ０～１０ ０℃ ；高 温 低 氧 燃 ０ ０ 烧 则 是 通 过 特 殊 装 置 ，使 入 炉 空 气 温 度 提 高 到 ８ ０ ０
李 忠友
（ 明理 工 大 学 机 电工 程 学 院 ，云 南 昆 明 昆 ５０ ３ ０９ ）
摘
要 ：论 文讨论 了高温 空气燃烧技术 的优势 ，即预热空气 的节能效果 及低 Ｎ 生成特 性 ；而高效热交 Ｏ 蜂 窝状蓄热式热 交换 器
换器是高温低氧空气燃烧技术的一个关键 ，论文计算 了空气 、烟气在其关键设 备一 中的换热 系数 、阻力及总传热 系数 ，证 实了其在热能 回收利用方面 的优越性。