◆368· 北京科技大学学报 2004年第4期 表2热饱和时间随密度的变化 下，蓄热体从900℃上升至1000℃花费时间占用 Table 2 Original data of heat saturating time and regener- 整个温度上升过程的时间（即从90℃加热到1000 ator density ℃所用的时间)的比率为58%左右，而从850℃上 密度pl 热饱和时间5 /% x/% 升到950℃，同样为100℃的温度区间，花费时间 kgm-)850℃900℃950℃1000℃ 占温升时间比率仅为20%. 1600 89 108142 260 20.3 58.5 1800 99 122 160 293 20.8 58.4 2000 4结论 111 137 178 324 20.7 57.7 2200 122 150 195 356 20.5 57.9 (1)影响蓄热体热饱和时间的因素包括了蓄 2400 132 163 389 213 20.858.1 热体与烟气间的对流换热系数、蓄热体热容、密 度及其半径.其中对流换热系数的增加会缩短蓄 150 900℃ 热体的热饱和时间，而蓄热体热容、密度及其半 140 径的增加均使得蓄热体的热饱和时间线性增加， (②)确定热饱和温度对于加热炉控制换向时 130 间尤为关键.蓄热体从900℃上升至1000℃花费 120 时间占用整个温度上升时间的58%左右，而从 850℃上升到950℃仅占20%.这些数据为提高蓄 110 热体的使用效率提供了可靠的量化依据， 100 800 850 900 950 1000 参考文献 蓄热体热容们kgK-) 1日本钢管株式会社NKK).蓄热式烧嘴加热系统概 图3蓄热体热容的变化对热饱和时间的影响 要及其在钢铁设备上的应用[A】.中日钢铁节能技术 Fig.3 Relation of heat saturating time with the heat capac. 研讨会发言稿资料集[C].北京，1999 ity of the regenerator 2祁海鹰，徐旭常.高温空气燃烧技术在中国的开发 与应用前景[AJ.Proceedings of Beijing Symposium on 可见，两者呈线性增加关系， High Temperature Air Combustion [C].Beijing,1999 表1~3的数据充分显示了在各种初始条件 3王秉锉.工业炉设计手册M.北京：机械工业出版 社，1998 表3热饱和时间随半径变化的数据表 4蒋绍坚，高温低氧燃烧技术及其高效低污染特性分 Table 3 Original data of heat saturating time and regener- 析】.中南工业大学学报，2000,31(4)：311 ator diameter 5沈顾身，李保卫，吴懋林.冶金传输原理基础M)北 热饱和时间s r/mm x1/% X2/%o 京：冶金工业出版社，2000 850℃900℃950℃1000℃ 6查金荣，陈家辅.传递过程原理及应用[M.北京：冶 3.5 90 111145 265 20.7 58.1 金工业出版社，1995 4.0 103 127165 302 20.5 57.9 7查普曼AJ传热学M何永梅译，北京：冶金工业 4.5 17 143186 340 20.3 57.9 出版社，1984 5.0 129 159207 378 20.6 57.9 8俞佐平.传热学[M.北京：高等教育出版社，1979 Heat Saturating Time of Solid Sphere Regenerator LU Qingheng,CHENG Susen,YANG Tianjun Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The regenerator in the outlet of a reheating furnace was studied.A one-dimensional unsteady state model was set up and got discretization through finite difference method.A program of computing the heat satu- rating time of the solid sphere regenerator was developed by C++language.The relationship between the heat satu- rating time and the factors which influence the time was determined.It is shown that the heat saturating time decre- ased when the heat convection coefficient increased;whereas the increase of heat capacity,density and diameter of regenerator made the heat saturating time increase linearly. KEY WORDS regenerator;heat saturating time;mathematical model. 3 68 . 北 京 科 技 大 学 学 报 20 0 4 年 第 4期 表 2 热饱 和 时 间随 密度 的变化 Ta b一e 2 o gri 加 a l da at o f h. t , a tU ar “ n g it ln e a n d r e g e n e r - a ot r d e . s i yt 密度川 (kg . m 一 , ) 8 50 ,C 热饱和 时 间 s/ 9 0 飞〕 9 50℃ — 为 肠 丸%/ 1 0 0 0℃ 下 , 蓄 热 体 从 9 0 ℃ 上 升 至 10 0 ℃ 花 费时间 占用 整个温度 上 升过 程 的时 间 ( 即 从 90 ℃ 加 热 到 1 0 0 ℃ 所 用 的 时 间)的 比率 为 58% 左右 , 而 从 8 50 ℃ 上 升 到 9 50 ℃ , 同样为 10 0℃ 的温 度区 间 , 花 费时 间 占温升 时间 比率仅 为 20 % . 1 6() 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 8 9 1 0 8 9 9 1 2 2 1 11 1 3 7 1 22 1 50 132 16 3 2 0 , 3 2 0 . 8 2 0 . 7 2 0 . 5 2 0 . 8 5 8 . 5 5 8 . 4 5 7 . 7 5 7 . 9 5 8 . 1 4 结 论 ( l) 影 响 蓄热 体热 饱和 时 间 的因 素包 括 了蓄 热 体与 烟 气 间 的对 流 换 热 系数 、 蓄 热 体热 容 、 密 度及 其 半径 . 其 中对 流 换热 系数 的增加 会缩 短 蓄 热 体的热 饱 和 时 间 , 而 蓄 热体 热 容 、 密度 及 其 半 径 的增 加均 使得蓄 热 体的热 饱和 时 间线性增 加 . (2 ) 确 定 热饱 和 温度 对 于加 热 炉 控制 换 向时 间 尤 为关 键 . 蓄热 体 从 9 0 ℃ 上 升 至 10 0 ℃ 花 费 时 间 占用整 个 温度 上 升 时 间 的 5 8% 左 右 , 而 从 8 5 0 ℃ 上 升到 9 50 ℃ 仅 占 2 0% . 这些 数 据 为提 高蓄 热 体 的使 用 效 率提 供 了可靠 的量 化 依据 . 2 6093245613 乙,几j凡` 20 R 1 5 4679 9 ùK 心峨二且. 1内少,i1 9 0 0℃ / / / / n ù 0 ó、曰 4 内J`, 之旦岔乓碧族 1 1 0 10 0 七~ e se 一一一~ 二一一- 一一 - 一 8 00 8 5 0 900 95 0 1 0 0 0 蓄 热体 热容 (/ .J kg 一 , , K 一 ’ ) 圈 3 蓄 热体 热容 的变化 对 热饱 和 时间 的影 响 F ig . 3 R e l a Uo n o f h ae t s a t u r a t in g Um e iw t b t h e h e a t e a P a e · i ty o f 恤e 比沙. e ar to r 可 见 , 两 者 呈线 性 增 加 关 系 . 表 卜3 的数 据 充分 显 示 了在 各 种 初 始 条 件 表 3 热 饱和 时 间随 半 径变 化 的数 据表 aT b le 3 o r i脚 a l d a at o f h e a t s a 加 ar 如g Um e a n d er g e o e r - 皿 t o r d is m e t e r 尸八n m 热饱 和 时 间s/ 85 0℃ 9 00 ℃ 9 5 0 ℃ — x 1 2% x Z /% 1 0 0 0℃ 3 . 5 9 0 1 1 1 14 5 2 65 2 0 . 7 5 8 . 1 4 0 1 0 3 12 7 16 5 3 02 2 0 . 5 5 7 . 9 4 . 5 1 1 7 14 3 1 8 6 3 4 0 20 . 3 57 . 9 5 . 0 12 9 1 5 9 2 0 7 3 7 8 20 . 6 5 7 . 9 参 考 文 献 1 日本 钢管 株 式会 社伽K K ) , 蓄热 式烧 嘴加 热 系统 概 要及 其在钢 铁 设备 上的应 用 [A ] . 中 日钢铁 节能技术 研 讨会 发 言稿 资料 集 [C] . 北京 , 1 9 9 2 祁 海鹰 , 徐 旭常 . 高温空 气燃 烧技 术 在 中 国的开 发 与应 用 前景 [A ] . rP o e e e di雌s o f B e ij ign s ym po s ium o n H igh eT m P e r a t u r e A i r C o m b u s it o n [ C ] . B e ij i gn , 1 99 9 3 王秉 锉 . 工业 炉设 计手 册 M[ ] . 北京 : 机械 工业 出版 社 , 1 9 9 8 4 蒋 绍坚 . 高 温低 氧燃 烧 技术 及其 高效 低 污染特 性 分 析 [J] · 中 南工 业 大学 学报 , 2 0 0 , 3 1 (4 :) 3 1 5 沈 颐 身 , 李保 卫 , 吴 橙林 . 冶金 传 输原 理基 础 [M ] . 北 京 : 冶金 工 业 出 版社 , 20 0 6 查金 荣 , 陈 家铺 . 传 递过 程 原理 及 应用 [M I . 北 京 : 冶 金工 业 出版 社 , 1 9 5 7 查 普曼 A J . 传 热 学 [M I . 何 永梅 译 北 京 : 冶金 工业 出版 社 , 1 9 8 4 8 俞 佐平 . 传 热学 [M l 北 京: 高等 教育 出版 社 , 1979 H e at S a ut r at ign iT m e o f S o li d S P h er e R e g e n e art o r L U Qi火纳e gn, C任肠叭子 5知` en , YA N G iaT nj’ un M e以互. 衫 c 目 明d E c o fo g i c a l E n g 访 e e n n g s c h o o 瓦U n i v esr iyt of sc i enc e an d eT c hn ol 0 gy B iej m g , B iej 吨 10 0 83 , hC ian A B S T R A C T hT e re g 即e art o r i n ht e o utl e t o f a r e h e at in g fu rn a c e w as s tU d i e d . A on e 一 d im e n s i o n a l un s te a d y s t at e m o d e l aw s s et uP an d go t d i s c re t i atZ i o n thr o u gh if in te d ife r e n e e m e ht o d . A P r o gr am o f c o m Pu t ign ht e h e at s a tu . art ign it m e o f hte s o li d s Phe re re g e n e art o r aws d e v e l o P e d by C + + lan gu ag e . hT e re l iat o ns h iP b e 。万 e en hte h e at s a ot . art ign tim e a n d ht e acf ot r s w h i e h in fl ue n c e ht e it m e w a s d e ot rm i n e d . tI 1 5 s h o wn t h at ht e he at s a h l r a tign t加 e d e e re - as e d hw en ht e h e at e o vn e e t ion e o e if e i ent icn re a s e d : hw e re as ht e i n e re as e o f h e at c ap ac ity, de n s i yt an d d i am e t er o f er g en e art or m ad e het h e at s a trU a t i n g t面 e i n e r e as e lin e ar l.y K E Y W O R D S r e g e n e ra to r ; h e at s at ur at ign t im e : m hat em at i c a l m o d e l