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回轉(zhuǎn)窯操作手冊四--傳熱傳 熱
所謂傳熱：是指熱量自一個物體傳遞到另一個物體，或自一個物體的這一部份傳遞到另一部份的過程。 根據(jù)傳熱原理，物體之間的傳熱方式有傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱和輻射傳熱三種。即： 1、 熱量從某一種部份傳到與之相鄰的部份的傳熱方式叫傳導(dǎo)傳熱； 它與導(dǎo)熱系數(shù)、熱傳遞時間、內(nèi)外溫度差、傳熱面積、傳熱層厚度等因素有關(guān)。 2、 由于流體運動過程中發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞叫對流傳熱； 影響對流傳熱的因素有：流體的種類，液體、氣體、蒸汽。流體的性質(zhì)重度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度。流體的運動方式，自然運動或強制運動，傳熱壁形狀、位置和大小等。 3、 借助熱射線傳遞熱量的過程叫輻射傳熱。 它是由熱能部份轉(zhuǎn)變成輻射能。這個轉(zhuǎn)變過程主要取決于溫度，溫度越高輻射出的能量越大。凡是絕對零度以上的物體都能輻射出熱量，也可以得到熱量。最終是低溫物體從高溫物體上得到了熱量。 在煅燒活性石灰的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)內(nèi)，熱量交換的過程一般包括： 1、 火焰煙氣對物料表面的輻射傳熱。 2、 火焰煙氣對物料表面及窯壁的對流傳熱。 3、 窯壁對物料表面的輻射及傳導(dǎo)傳熱。 4、 物料顆粒之間及顆粒內(nèi)部的傳導(dǎo)傳熱。 在回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)中，物料在豎式預(yù)熱器內(nèi)的傳熱，是靠吸收氣流中的熱，以對流傳熱方式進行的。物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，主要是靠吸收火焰的輻射熱進行分解及燒成的。這也是石灰煅燒過程中最重要的傳熱方式。 通過窯體的轉(zhuǎn)動，促使物料不斷地翻落滾動，可以達(dá)到強化物料與氣流之間傳熱的目的。這是回轉(zhuǎn)窯較之其它窯型相比，所特有的優(yōu)點之一。而冷卻器的熟料與空氣之間的換熱，是以對流的形式進行的。這時的熱量交換已成為散熱傳熱。 為此，在活性石灰的煅燒過程中，根據(jù)帶豎式預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯的性能特點，按傳熱方式的不同，在煅燒系統(tǒng)內(nèi)，已基本上形成或劃分出了預(yù)熱、燒成和冷卻三個煅燒工藝階段，它們通常被稱之為三個煅燒階段或三個煅燒工作帶。實際上也就是三個不同的傳熱表現(xiàn)階段。而在一般的回轉(zhuǎn)窯中，各煅燒階段通常會被劃分為：預(yù)熱、分解、燒成和冷卻四個階段。 在煅燒過程中，對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)所謂三帶的劃分，應(yīng)根據(jù)煅燒工藝要求而設(shè)定，也就是說，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，對三帶的劃分是沒有嚴(yán)格的界限要求的。 由于活性石灰有粒度和活性性能的要求，結(jié)合回轉(zhuǎn)窯內(nèi)較為復(fù)雜的熱交換過程。在對回轉(zhuǎn)窯的選擇上，一般多以短而粗的窯型為主。如44×4.2m窯型，50×4.2m窯型等。這是因為，物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的填充率（填充系數(shù)）通常是比較低的，一般在8 %左右。它們能接受到的輻射傳熱面、與煙氣的傳熱接觸面都比較小。當(dāng)窯尾煙氣溫度達(dá)到1000℃左右時，傳熱方式以輻射為主，對流、傳導(dǎo)為輔。物料的最高受熱點在物料的表面。又因襯磚的傳導(dǎo)傳熱，物料的最低受熱點，卻是料層的中間部分。 根據(jù)傳熱的原理來分析回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，襯磚對物料傳熱的影響因素有： 1、 已暴露的襯磚表面直接向物料進行輻射換熱。 2、 末暴露的襯磚表面，首先以導(dǎo)熱方式，將蓄積的熱量傳遞給物料。 3、 其次是與固體顆粒間的輻射換熱和對流層導(dǎo)熱。 由于襯磚內(nèi)外表面存在溫度差，熱量從外表面?zhèn)髦羶?nèi)表面，并以輻射和對流方式向周圍介質(zhì)散熱。與此同時，在回轉(zhuǎn)窯的傳熱、換熱過程中，熱量的損失也是較大的。其中，廢氣余熱和回轉(zhuǎn)窯筒體散熱，是傳熱過程中造成熱量損失的兩個主要的因素。 根據(jù)石灰的煅燒需要和回轉(zhuǎn)窯的煅燒特性，為了提高熱效率，有效地利用廢氣余熱。在回轉(zhuǎn)窯的進料端，采用豎式預(yù)熱器裝置。通過廢氣余熱，對物料進行煅燒前期的換熱、蓄熱準(zhǔn)備（烘干、預(yù)熱、預(yù)分解）。使物料進入回轉(zhuǎn)窯后，能夠在較短的時間內(nèi)，與熱煙氣進行并完成強烈的熱量交換。這個傳熱過程，以煙氣的對流傳熱為主。 隨著物料在窯內(nèi)不斷地向前翻滾移動，石灰顆粒開始接觸火焰的輻射傳熱。在火焰輻射溫度的作用下，物料的性質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。這就是通常所說的，物料從石灰石被煅燒成了石灰。 為了保證石灰的活性性質(zhì)，對煅燒后的活性石灰來說，因為它具有快燒急冷的特性要求。當(dāng)被燒成的石灰從離開了火焰輻射區(qū)開始，石灰的傳熱狀態(tài)即開始發(fā)生改變，從接受氣流的對流傳熱，窯襯、顆粒間的傳導(dǎo)傳熱、火焰的輻射傳熱轉(zhuǎn)變成向外擴散放熱。晶體結(jié)構(gòu)即將發(fā)生變化。 為了防止出窯后的石灰熟料在高溫下發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)改變，對出窯后石灰的冷卻，應(yīng)在短時間內(nèi)完成。豎式冷卻器是比較理想的冷卻容器。高熱石灰在冷卻器內(nèi)停留約30分鐘，即可在強烈的熱交換中被冷卻至100℃以下，從而有效地防止了晶體繼續(xù)長大。這個熱量交換的過程，是以散熱為主的。機械風(fēng)吹出和帶走物料所含的熱，熱量通過對流傳熱加熱空氣。 對傳熱效果的表現(xiàn)，在熱工理念中是以溫度來體現(xiàn)的。所謂溫度，它是表示物體冷熱程度的物理量。 當(dāng)物質(zhì)放出一定的熱或吸入到一定的熱時，這個熱的反應(yīng)便能產(chǎn)生出一個量度單位（℃）。而對溫度的表示結(jié)果，通常是以測量儀表來反映的。 溫度有華氏溫度（F）、攝氏溫度（℃）和開氏溫度（K）。其中，攝氏溫度（℃）是目前常用的，但在國際準(zhǔn)規(guī)定中，通常采用的是開氏溫度（K）表示，開氏溫度也叫絕對溫度。它是把攝氏溫度零下273℃作為起點的，被稱之為絕對零度的溫度。 如果將攝氏溫度用t表示，絕對溫度用T表示，則攝氏溫度和絕對溫度的關(guān)系是：T = t + 273.16 K 在使用或工程計算中,由于一般都采取忽略小數(shù)點后的數(shù)值，所以，常規(guī)的表現(xiàn)關(guān)系式被定為：T = t + 273 K。按測量方式的不同，溫度測量儀表的形式可分為：接觸式和非接觸式兩種。 根據(jù)不同的測量接觸方式，測量原理又可分為：熱電，溫差，熱敏，光學(xué)，比色等。 例如，熱電偶是根據(jù)熱電效應(yīng)原理工作的，它的測溫方式是通過與氣流的接觸，將吸收到的熱能轉(zhuǎn)變成電能后，通過儀表反映出溫度指數(shù)的。
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