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第一讲
§ 6.2 散料层内热交换
一, 本课的基本要求：
会用固定, 流化料层的传热量计算公式 。
二, 本课的重点, 难点：
本课的重点及难点是固定料层, 流化料层的传热
量, 计算公式的应用 。
第六章 综合传热计算
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§ 6.2 散料层内热交换
散料层 （ 固定料层 ） 内的热交换是气, 固两相之间的热量传输现象, 其热量
传输过程比较复杂 。
为揭示其一般规律, 在研究它们之间的热交换过程时, 常作如下假设：
（ 1） 炉料与炉气沿整个容器横截面均匀流动 。
（ 2） 炉料与炉气的水当量保持不变 。
（ 3） 料块尺寸在热交换过程中不发生变化 。
（ 4） 料层内换热系数为常数 。
一, 料块内部热阻很小 （ Bi≤0.25） 时的热交换
在此条件下, 可认为料块内, 外部温度始终是均匀一致的 。
参看图 6-2-1,在 dτ时间内, 单位体积料层内气体传给料块的热量为：
DQ= αA (t g –t s) A vdτ
第六章 综合传热计算
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在此范围内炉气发生的温度变化应为,
同样，物料的温度变化为,
g
t W
dQd
g
-=
S
t W
dQd
S
-=
第六章 综合传热计算
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由逆流热交换系数的热平衡方程可知
始端与任一截面之间
始端与终端之间
由以上四式联立求解得：
)tt(W)tt(W 'S"SS"g'gg -=-
)tt(W)tt(W S"SSg'gg -=-
E)tt(tt 'S'g'gg --=
第六章 综合传热计算
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当 τ=τ2时，则 t g＝ t g”故可得,
0
'
S
'
g
'
g
"
g E)tt(tt --=
E0值与 及 函数关系如图所示：2
g
VA
W
A ta
S
g
W
W
第六章 综合传热计算
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当 Wg＜ Ws且料层足够高的条件下，有：
]})WW1(W Ae x p[1){tt(tt
S
g
g
VA'
S
'
g
'
g
"
g t-
a----=
若换热时间足够长，即 τ→∞,则,'g"g tt =
任意时刻的炉料温度为, ''S'g'SS E)tt(tt -?=
在换热终端, 即 τ=τ2时, '0'S'g'S"S E)tt(tt -?=
当 Wg＞ WS且料层足够高时，有,
]})WW1(W Ae x p [1){tt(tt
g
S
S
VA'
S
'
g
'
SS t-
a---?=
第六章 综合传热计算
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若料块入口温度为室温, 或 ts’≈0,则
]})WW1(W Ae x p [1{Tt
g
S
S
VA'
gS t-
a--=
在此基础上, 若 τ→∞, 则有,t s”=tg’
每单位体积料层的热交换量可写为：
或
0'S'gg"g'gg E)tt(W)tt(WQ -=-=
kJ/m3
0'S'gS'S"SS E)tt(W)tt(WQ -=-=
kJ/m3
第六章 综合传热计算
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二, 炉气与料块间的换热系数
经验式：
M
d
TWA
75.0
3.09.0
g
Fv =a
W/(m2·K)
三, 考虑料块内热阻时的热交换
总热阻为：
??a=
rk1R
A
（ m·℃ ） /W
传热系数为,
??a
= r
k1
1K
A
W/（ m2·℃ ）
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对于球形料块有,
?
?
a
=
?
??
a
==
9
V1
1
r
A
k
A
1
1KAK
2
VVVA
VV
对不规则料块则为,
?
?
a
?
2.11
r1
1K
2
A
V
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