[發明專利]一種焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法

在審

• 申請號: 202111582079.X
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114238841A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 曾敏;凌偉豪;王學斌;王秋旺
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 北京百歐知識產權代理事務所(普通合伙) 11930
• 代理人: 秦健

本申請屬于固體廢棄物焚燒領域，具體是一種焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法，包括如下步驟：獲取參數；計算空氣導熱系數與空氣分子平均自由程；計算內筒內/外壁溫度；計算內筒與物料的接觸面積、內筒物料輻射傳熱面積和內筒螺旋板與物料接觸面積；計算內筒物料與壁面的非穩態導熱熱阻和接觸熱阻，再將熱阻、內筒物料與內筒壁面的溫差以及傳熱面積分別代入熱傳導公式計算熱傳導熱量；計算內筒物料與內筒內壁的輻射傳熱量；整合熱傳導熱量和所述輻射傳熱量，結合燃燒區域與內筒外壁面的溫差得到燃燒區域的折算傳熱系數。本申請構造了一種型焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法，為樣機試制提供了成熟的理論和實驗基礎。

技術領域

本申請屬于固體廢棄物焚燒領域，具體涉及一種焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步，社會生產力也在逐漸發展，然而這會造成日益嚴重的生態環境破壞。以工業固體廢棄物為主的垃圾的不斷堆積，會對環境、人體健康、社會生活產生有害影響。在眾多垃圾處理技術中，焚燒技術能在有效處理固廢的同時提高能源利用率，因此得到了廣泛應用。如今較為成熟的固廢焚燒技術主要有三種：爐排爐焚燒、流化床焚燒和回轉窯焚燒，這些焚燒技術各有優缺點，應用范圍均有所不同。但是，它們都普遍存在熱損失大、對處理物料要求高等缺點；所以，現在的固廢焚燒領域需要一種能量回收率高、物料處理范圍廣的焚燒爐，來進一步提高焚燒效率。

目前已發展出的新型焚燒機，將預熱和燃燒一體化，燃燒的部分熱量能用來預熱物料，在穩定運行下不僅能處理高水分的固廢顆粒，還有效提高了燃燒室的熱量利用率。但現在大多數新型焚燒機還仍處于樣機試制階段，缺乏成熟的理論和試驗基礎。因此，構造一種新型焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法，是本項技術取得突破性進展的條件之一。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本申請提供了一種焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法。

本申請公開了一種焚燒機燃燒區域傳熱系數計算方法，其中，

所述焚燒機包括：固定的外筒、設置在所述外筒內可旋轉的內筒以及沿軸向設置在內筒內壁上的螺旋板，，所述螺旋板用于將進入內筒的物料沿軸向推動至所述內筒與所述外筒之間形成的環形腔室中焚燒，另外，所述焚燒機被從其軸向均勻劃分為多個控制體；

所述計算方法包括以下步驟：

步驟一、獲取參數；

焚燒機軸向長度、煙氣溫度、內筒轉速、內筒結構參數、內筒物料參數、內筒空氣參數和煙氣對流換熱系數工程經驗值；

步驟二、計算內筒空氣導熱系數與空氣分子平均自由程；

步驟三、根據熱量平衡推導公式，計算內筒內壁溫度和內筒外壁溫度；

步驟四、根據面積推導公式，計算內筒與物料的接觸面積、內筒與物料的非接觸面積、內筒物料輻射傳熱面積和內筒螺旋板與物料接觸面積；

步驟五、根據熱阻計算公式，計算內筒物料與壁面的非穩態導熱熱阻和接觸熱阻，并將兩者整合為混合傳熱系數，并結合所述內筒物料與壁面的溫差以及內筒與物料的接觸面積計算熱傳導熱量；

步驟六、根據熱輻射傳遞公式，計算內筒物料與內筒壁面的輻射傳熱量；

步驟七、根據折算傳熱系數的計算公式，計算燃燒區域的折算傳熱系數。

根據本申請的至少一個實施方式，所述步驟一中，內筒結構參數包括：內筒外徑、內筒內徑、內筒壁面導熱系數、內筒壁面粗糙度、每個控制體中簡化螺旋板個數、簡化螺旋板高度、內筒內壁發射率；