单料块表面气-固换热包括对流换热和辐射换热。其中，对流换热系数的计算如下。 单料块表面的努谢尔数由下式计算： Nu=2+NumNu2(17) 式中，Nuam为单料块表面的层流努谢尔数，Nuub为单料块表面的湍流努谢尔数。 Nuiam的计算表达式为： Nuom=0.6449R12Pr2B(18)） Nuub的计算表达式为： 0.037R08Pr +2439-Pr29-19) Nuturb= 普朗特数的计算表达式为： Pr=,C2(20) 式中，P为料块表面气体的动力粘度，入g为料块表面气体的导热系数。 雷诺数的计算表达式为： R=2rP,(21） Hg 式中，Pg为料块表面气体的密度，ug为料块表面气体的流速， 呼是a 由此，可得单料块表面气-固对流换热系数 Nu入(23) a=2rs 最终版稿 锻烧窑内气相为纯CO2,CO2为发射性气体，其与料表面之间的辐射换热和气体空间的大小和形状 有关。根据假设条件中规定的料块堆积方式，可求出气体辐射的平均射线行程为L=0.304r、0根据平均 射线行程，进一步结合CO2压力及温度，通过查CQ2发射率数据库获得CO2的发射率。由此，可得单料 块表面气-固辐射换热系数： 0二 00-(24) 1+1-1 Es Eg 式中，·为黑体辐射常数，￡，料块表面气体的发射率，￡，为料块表面的发射率。 上述模型包含五个常微分程和若干个代数方程，基于模型方程以及2=0和z=H处的边界条件，可 对模型进行求解。本文采用有限差分法对模型进行离散化，并通过Matlab语言进行编程求解。 2结果与分析 本文以一套产量为200td的竖窑为案例进行模型计算和分析，该竖窑的主要参数来自于文献中。 为便于对煅烧过程进行杀析，还需进一步定义转化率、气固温差和节点温差。其中，转化率的计算表达 式为： X[z=1- (25) 3 气固温差的计算表达式为： △Tz=Tz-T,z(26) 节点温差的计算表达式为： △T,=Min AT z27) 表1模型计算所需的参数 Table 1 The parameters for model calculations -6-单料块表面气-固换热包括对流换热和辐射换热。其中，对流换热系数的计算如下。 单料块表面的努谢尔数由下式计算[29]： Nu=2+(Nulam 2 +Nuturb 2 ) 1/ 2 (17) 式中，Nulam为单料块表面的层流努谢尔数，Nuturb为单料块表面的湍流努谢尔数。 Nulam的计算表达式为： Nulam=0.644 ℜ 1 /2 Pr1/3 (18) Nuturb的计算表达式为： Nuturb= 0.037ℜ 0.8 Pr 1+2.443ℜ −0.1 ( Pr2/ 3−1) (19) 普朗特数的计算表达式为： Pr= μgCg λg (20) 式中，μg为料块表面气体的动力粘度，λg为料块表面气体的导热系数。 雷诺数的计算表达式为： ℜ= 2 rs ρ g ug μg (21) 式中，ρ g为料块表面气体的密度，ug为料块表面气体的流速，其计算表达式为： ug= mg Aε ρg (22) 由此，可得单料块表面气-固对流换热系数： α= Nu λg 2 rs (23) 煅烧窑内气相为纯 CO2，CO2为发射性气体，其与料块表面之间的辐射换热和气体空间的大小和形状 有关。根据假设条件中规定的料块堆积方式，可求出气体辐射的平均射线行程为 L=0.304 rs . [30] 根据平均 射线行程，进一步结合 CO2压力及温度，通过查 CO2发射率数据库获得 CO2的发射率。由此，可得单料 块表面气-固辐射换热系数： σ= σ 0 1 εs + 1 εg −1 (24) 式中，σ 0为黑体辐射常数，ε g为料块表面气体的发射率，εs为料块表面的发射率。 上述模型包含五个常微分方程和若干个代数方程，基于模型方程以及z=0和z=H处的边界条件，可 对模型进行求解。本文采用有限差分法对模型进行离散化，并通过 Matlab 语言进行编程求解。 2 结果与分析 本文以一套产量为 200 t·d-1的竖窑为案例进行模型计算和分析，该竖窑的主要参数来自于文献[11]中。 为便于对煅烧过程进行分析，还需进一步定义转化率、气固温差和节点温差。其中，转化率的计算表达 式为： Xc [ z]=1− rc [ z] 3 rs 3 (25) 气固温差的计算表达式为： ∆T [z]=Tg [ z]−Ts [z](26) 节点温差的计算表达式为： ∆T p=Min {∆T [z]}(27) 表 1 模型计算所需的参数 Table 1 The parameters for model calculations -6- 录用稿件，非最终出版稿