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回热式和蓄热式交换器

下一节:例题

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回热式和蓄热式交换器课程教案、知识点、字幕

好 我们第二章的基本内容

都已经上完了

我们在上前面一段课程

结束的时候

我们给了一些思考的问题

大家可能应该想一想

已经把这些问题解决了

下面的话呢

我们讲一下我们今天

这一段学的这些知识

如何应用到实际的应用当中去

有两个非常典型的案例

一个呢我们知道

就是说我们在燃烧的时候

它的产物的温度非常高

那怎么样让它如果直接

比如我们完成了燃烧以后

把它直接排出去的话怎么样

就浪费了很多能量

希望能把它的

能量能回收回来

那么怎么样呢

一般来说呢

用一个换热器把它换回来

换回来呢

回头呢

如果把空气

比如要燃烧的空气

把它加热

我再去燃烧

那个火焰温度能提高了

而且

如果我要维持那样的温度

那我就可以减少燃料

这些都可以增加

增加整个的效率

所以这个实际上是

非常非常重要的

那我希望

利用这样一个例子

来看一看怎么去实现的

那么换热或者用蓄热余热

换热方式呢

实际上在我们所有的

各种动力装置里边

包括汽车包括燃气轮机

包括我们的锅炉都会用到

这是非常非常常用的

这个就是一张原理的图

一般来说排烟温度都很高

那我就去加热冷的空气

把冷的空气变成热空气

再回到燃烧过程当中

热量就大大的增加了

我这部分损失就给补回来了

这就是它的原理图

那么这是另外一个

比如我们在实际的轧钢

或者这种工业炉里边

因为常常会有燃料燃烧

我的要求就是维持1350度

那么常规的

如果我要不参任何东西

那我要直接排出的就是一千多度

那就浪费就很大

那怎么办呢

我就想办法把热换回来

那么也就是把

要燃烧用的空气

我把它加热

那么1350度(的烟气)

实际上燃烧的空气完全可以

加热到接近一千度再去燃烧

这个量就很大了

这是另外一个实施的方案

怎么样使得燃烧的烟气

回来的时候加热空气

这非常简单的一种实施的条件

这是一个辐射式的

那么还有一个办法

那么这种换热的话呢

通常要么用管式换热器

要么用蓄热体来(作为)换热器

那么蓄热体是一个什么东西呢

如果大家学过传热都知道

它是交替地被热烟气和空气

来不同的怎么样

流过

热烟气流过的时候

陶瓷体或者是钢板被加热

它就把热给加热给陶瓷体

和钢板了

再转过去的时候

这个钢板和冷空气(接触)

它又把热传回了空气

这个就是蓄热交换的原理

这样的方式实际上非常多

你可以看一下这张图

所显示的就是一个

燃气轮机的

这个热量的回收的装置

你可以看一看这个量就相当大

它燃烧时所出来的热

最后能够(回收)多少呢

降到540℉出去

原来出去的话就1370℉

那很浪费了对吧

能把空气从433℉加热到1276℉

当然是华氏度

那么燃烧以后达到1920度

这个差不多能量的回收

是相当的高的

这就是一个普通的锅炉的

空气的加热气

就是用烟气

也是回转式的

这个就是GGH

你看空气预热器和GGH

也就是用烟气去加热烟气

使得它不腐蚀

这也是常见的

类似的等等

这些都是我们常见的一些方式

那么一个非常典型的案例

就是这是一个轧钢的炉

那么它的温度要求1600多K

它用两个燃烧器

用很多的陶瓷过滤器

而且还加了一个切换阀

你看它的工作方式

是左右交替的

如果左边燃烧室在工作的时候

右边燃烧室就不工作

不工作的燃烧器

烟气就往回

进入到燃烧室里面

钻进去呢就把这里边的

陶瓷给加热了

排烟温度就降得很低

排出去就很好

反过来搁一段时间

我倒过来

倒过来以后呢

我空气从这里边流进去

空气被加热

这一边燃烧

这样实行交替呢

大大的减少了

减少了热量的损失

那么这样的话呢

热量能够回收

大概的一个概念吧

就我们目前的水平

用普通的换热器

能够大概节省

百分之二三十的燃料节省量

如果利用这样的技术

一下子就可以节约五十六十

也就是可以减少一半

这就节能量应该是相当的高

燃烧理论课程列表:

第一章 导论

-1.1 我们为什么要学习燃烧理论

--1-1:我们为什么要学习燃烧理论

-1.2 什么是燃烧:定义与现象

--1.2 什么是燃烧:定义与现象

-1.3 燃烧科学发展简史

--1.3 燃烧科学发展简史

-1.4 燃烧科学的研究方法

--1.4 燃烧科学的研究方法

-1.5 课程的结构

--1.5 课程的结构

第二章 燃烧与热化学

-2.1 概述

--概述

-2.2 状态参数复习

--状态参数复习

-2.3 热力学第一定律

--热力学第一定律

-2.4 反应物和生成物的混合物

--反应物与生成物的组成

--绝对(或标准)焓和生成焓

--燃烧焓与热值

--例题

-2.5 绝热燃烧温度

--定压绝热燃烧温度

--定容绝热燃烧温度

-2.6 化学平衡

--第二定律的讨论

--吉布斯函数

--复杂系统(选修)

-2.7 燃烧的平衡产物

--全平衡(选修)

--水煤气反应的平衡

--压力影响

-2.8 应用

--回热式和蓄热式交换器

--例题

--烟气再循环

-2.9 小结

--小结

-第二章 燃烧与热化学--第二章作业

第三章 传质引论

-3.1 传质概述

--3.1.1传质概述

-3.2 传质理论基础

--3.2.1菲克扩散定律

--3.2.2扩散的分子基础-分子动力学

--3.2.3扩散系数的微观推导(选修)

--3.2.4组分守恒方程推导

-3.3 传质应用实例

--3.3.1应用实例一:液面蒸发

--3.3.2蒸汽界面边界条件

--3.3.3液滴蒸发

-3.4 小结

--3.4.1液滴质量守恒+小结

-第三章 传质引论--第三章作业

第四章 化学动力学

-4.1 概述

--概述

-4.2 总包反应与基元反应

--总包反应与基元反应

-4.3 基元反应速率

--双分子反应和碰撞理论

--其他基元反应

-4.4 多步反应机理的反应速率

--净生成率

--反应速率常数与平衡常数关系

--稳态近似

--单分子反应机理

--链式反应和链式分支反应(一)

--链式反应和链式分支反应(二)

--化学时间尺度(一)

--化学时间尺度(二)

--部分平衡

-4.5 简化机理(选修)

--简化机理(选修)

-4.6 催化和非均相反应(选修)

--催化和非均相反应(选修)

-4.7 小结

--小结

-第四章 化学动力学--第四章作业

第五章 一些重要的化学机理

-5.1 概述

--概述

-5.2 H2-O2系统

--H2-O2系统

--H2-O2系统爆炸特性

-5.3 一氧化碳的氧化

--一氧化碳的氧化

-5.4 高链烷烃的氧化

--三步机理

--八步机理

--总包反应和准总包机理

-5.5 甲烷燃烧

--复杂机理和起源

--甲烷燃烧动力学

--高温反应途径分析

--低温反应途径分析

-5.6 氮氧化物

--氮氧化物的形成(一)

--氮氧化物的形成(二)

--氮氧化物的危害

-5.7 小结

--小结

-第五章 一些重要的化学机理--第五章作业

第六章 反应系统化学与热分析的耦合

-6.1 概述

--6.1 概述

-6.2 定压-定质量反应器

--6.2 定压-定质量反应器

-6.3 定容-定质量反应器

--6.3 定容-定质量反应器

-6.4 全混流反应器

--6.4 全混流反应器

-6.5 柱塞流反应器

--6.5 柱塞流反应器

-6.6 燃烧系统建模中的应用及小结

--6.6 燃烧系统建模中的应用及小结

-第六章 反应系统化学与热分析的耦合--第六章作业

第七章 反应流的简化守恒方程

-7.1 概述和总质量守恒

--7.1 概述和总质量守恒

-7.2 组分质量守恒

--7.2 组分质量守恒

-7.3 多组分扩散(选修)

--7.3 多组分扩散(选修)

-7.4 动量守恒方程(选修)

--7.4 动量守恒方程(选修)

-7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式

--7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式

-7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义

--7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义

-第七章 反应流的简化守恒方程--第七章作业

第八章 层流预混火焰

-8.1 概述及物理描述

--8.1 定义及重要特征与实验室典型火焰

-8.2 层流火焰分析

--8.2.1 简化分析

--8.2.1 简化分析(续)

--8.2.2 详细分析

-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素

--8.3.1 温度、压力和当量比,燃料选型及火焰速度选型

--8.3.2 火焰速度测量

-8.4 熄火、可燃性和点火

--8.4.1 冷壁熄火

--8.4.2 可燃极限和点火

-8.5 火焰稳定及小结

--8.5 火焰稳定及小结

-第八章 层流预混火焰--第八章作业

第九章 层流非预混火焰

-9.1 概述

--概述

-9.2 无反应的恒定密度层流射流

--物理描述

--求解

--两个例子

-9.3 射流火焰的物理描述

--射流火焰的物理描述

-9.4 简化理论描述

--概述

--守恒标量

--状态关系式

--各种不同的解法(一)(选修)

--9.4.5 各种不同的解法(二)(选修)

-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度

--圆口和槽型口燃烧器火焰长度

--火焰长度的影响因素

--两个例子

-9.6 碳烟的形成和分解

--碳烟的形成和分解

-9.7 对冲火焰(选修)

--对冲火焰(选修)

-9.8 小结

--小结

-第九章 层流非预混火焰--第九章作业

第十章 液滴的蒸发与燃烧

-10.1 概述

--概述

-10.2 液滴蒸发的简单模型

--基本假设

--气相分析

--气液界面能量平衡

--液滴寿命

-10.3 液滴燃烧的简化模型

--假设

--质量守恒和组分守恒

--温度分布

--液滴表面能量守恒

--火焰面处能量守恒

--液气平衡 总结和求解

--燃烧速率常数和液滴寿命

--例题

--扩展到对流条件

-10.4 一维蒸发控制燃烧

--物理模型和假设

--液滴数目和液滴相守恒

--总守恒方程

--气相成分和气相能量守恒

--液滴动量守恒 模型总结

--例题

-10.5 小结

--小结

-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业

第十一章 固体燃烧

-11.1 概述及燃煤锅炉

--11.1.1 概述

--11.1.2 燃煤锅炉

-11.2 非均相反应

--11.2.1 非均相反应及表面化学反应

--11.2.2 碳反应的半总包机理反应

-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型

--11.3.1 模型建立

--11.3.2 质量与组分守恒与表面化学动力学

--11.3.3 电路比拟与碳燃烧控制

--11.3.4 能量守恒

-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型

--11.4.1 模型建立

--11.4.2 组分守恒、封闭性和表面化学反应

-11.5 颗粒燃烧速度

--11.5 颗粒燃烧速度

-11.6 煤的热解及燃烧

--11.6 煤的热解及燃烧

-第十一章 固体燃烧--第十一章作业

第十二章 湍流燃烧入门(选修)

-12.1 概述

--概述

-12.2 湍流现象与描述

--湍流的现象与描述

-12.3 湍流尺度

--湍流尺度

-12.4 湍流模型

--湍流模型方法(1)

--湍流模型方法(2)

-12.5 湍流预混火焰

--湍流火焰速度

--湍流火焰结构与模式

--12.5.3 例题

--层流火焰折皱模式

--分布式反应区模式和漩涡小火焰模式

--火焰稳定

-12.6 湍流非预混火焰

--射流火焰

--火焰长度

-12.7 湍流燃烧小结

--湍流燃烧小结

课程总结

-课程总结

--课程总结

回热式和蓄热式交换器笔记与讨论

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