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标题: 热力计算中那些不可或缺的热物性 [打印本页]

作者: Sunshine! 时间: 2019-7-4 16:30
标题: 热力计算中那些不可或缺的热物性
本帖最后由 Sunshine! 于 2019-7-4 16:31 编辑

热力计算中那些不可或缺的热物性

锅炉的热力计算，大部分都不外乎是燃料、空气、烟气、水、水蒸气这些物质之间的热量传递。要进行锅炉的传热计算，需要预先计算出它们的有关热物性。

在介绍热物性之前，我们先科普一下几个相关常识：

◆ 气体的比热按照0℃和一个大气压下1立方米容积计量。

◆ 湿空气的比热按照1kg干空气中含有10g水计算, 按照1立方米干空气的容积计量。

◆ 平均成分烟气，也称标准烟气，是指烟气的压力为一个大气压，CO2、H2O、N2的容积份额分别为rCO2=0.13，rH2O=0.11，rN2=0.76，烟气温度应≤1600℃。

热物性主要内容概括

我们常用的热物性，主要有4个：

详细的说呢，主要就是：

◆ 燃料的比热，包括气体燃料、固体燃料、重油的比热

◆ 干、湿空气的比热

◆ 烟气的比热

◆ 烟气的运动粘度、导热系数、普朗特数

热物性主要用途

燃料的比热使用情况相对简单，主要用于计算热平衡中的燃料消耗量。

空气的比热，在计算热平衡时会用到。另外，由于过量空气系数的存在，完全燃烧后的烟气中含有一部分空气，因此烟气的比热中也会用到。

烟气的比热，是指烟气中各种成分的比热，一般是用表格的形式列出来。长什么样子呢？请参考下面截图1。截图1中空气及烟气各组成成分的比热计算公式较为复杂，为简化计算，我们常常把公式近似为比热与温度成直线关系。简化后的公式又长什么样子呢？可以参考下面截图2。利用表中的公式，我们就可以算出在不同温度、不同成分下烟气的焓值，从而得到焓温表。（PS：关于焓温表的编制，后续单独讲解哦）

截图1 空气及烟气各组成成分的比热计算公式

截图2 空气及烟气各组成成分的比热计算公式（直线关系）

在烟气的对流传热计算中，一个重要的任务是计算传热系数，此时就需要用到烟气的运动粘度、导热系数、普朗特数。截图3中，分别列出了空气和平均成分烟气从0℃到2200℃的运动粘度、导热系数、普朗特数。

图3 空气和平均成分烟气的物理特性

3 额外说明

做工程计算时，完全燃烧后的实际烟气成分与平均成分烟气有出入，会引起运动粘度、导热系数、普朗特数的计算偏差。如果实际烟气成分与标准烟气成分相差不大，可以把实际烟气近似为标准烟气。

如果偏差过大，则在标准烟气的运动粘度、导热系数、普朗特数前面分别再引入某个系数。因为引入系数的情况较少，此处不做详细介绍。如有需要，大家可以自己查看《锅炉机组热力计算标准方法》中的相关章节。

内容来源：锅炉君锅炉技术

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