Vol.27 No.5 张海涛等：罩式退火炉不同内罩结构传热效率 ·533· 流速，ms':下标n为带钢层数（一般n≤5），下标 c,P,e分别代表卷芯、对流板、卷边通道各物理参 数（以下同）.罩式炉在加热过程中氢气的流动方 向与图2所示方向一致，而在冷却过程中流动方 向恰好相反. 设在退火过程中，氢气体积保持不变且为定 常流动，则据流体力学相关原理—一流动网络图 中每个节点的流入与流出的流体总量相等，及围 绕任一回路的流动损失代数和为零一可分别 建立流量连续方程组和流动损失方程组： VA=VLAa+VAp=VA-2. VeA=VaAa+VnAp=VaAc (3) Van-IMAcn-n=VinAe+VmApr=Van-iAdn-1 VinAn-VamiApm-VenAcn 哈 +a元路+哈% 始g 图2内罩内氢气流动网络图 Fig.2 Flow net of hydrogen gas in the inner cover +爱品+g+u元⅓ (4) 式中，A为对流板通道流通面积，m2;h为第i层 带钢底部对流板的高度，m. L。 Dr 2g (2)特征尺度L.特征尺度为通道长度： ubn Lgmt+Em 2g L-Lu-htghg (7) 式中，A为各通道的流通面积，m2:2。为炉台风机 Lr-}D.-D) 额定循环风量，ms';L为各通道的特征尺度， 式中，L,L,Lp为分别为卷芯、卷边、对流板通道 m:D为各通道的当量直径，m:为各通道的局部 的特征尺度，m;h,为第i层带钢卷的宽度，m. 阻力系数：1为各通道的沿程阻力系数：g为重力 (3)当量直径D.根据当量直径的定义，可得 加速度，ms2. 各通道当量直径： 方程组(3)和(4)中各参数确定方法如下： D.-D. (1)流通面积A,卷芯通道和卷边通道的流通 D.FDov-Do (8) 面积分别为 1 D Dw2hD.2h D.2hg Ao4D 式中DD,D,为分别为卷芯、卷边、对流板通道 (5) 当量直径，m. A.4(Di-D) (4)阻力系数5，.局部阻力系数5由通道的几 式中，AA为卷芯、卷边通道的流通面积，m2: 何形状和尺寸决定，可查阅相关手册取值.对于 Do为内罩的内径，m:D,D为带钢卷的内、外 沿程阻力系数2，当雷诺数Re<2300时，氢气处于 径，m;下标为带钢层序，即第i层带钢，以下同. 层流状态，沿程阻力系数利用下式计算： 由对流板实际结构，认为其一半高度和一半 =64 周长所围成的矩形截面参与流通，带钢的内外径 e (9) 平均值作为通道的平均半径，则对流板通道截面 Re-PVL 积为： 式中，Re为雷诺数.当Re>2300时，氢气处于紊流 A-gialD.+D.)h (6) 状态，此时沿程阻力损失与内罩壁面粗糙度ε以V匕】 一 2 7 N 0 . 5 张海 涛 等 : 罩式 退火炉 不 同 内罩结构 传 热效 率 流速 , m · s 一 , ; 下 标 n 为带钢 层 数 (一 般 n ` 5) , 下 标 c , p , e 分 别代 表卷 芯 、 对 流板 、 卷 边通 道 各物 理 参 数 ( 以下 同 ) . 罩 式 炉在 加 热过 程 中氢 气 的流 动 方 向与 图 2 所 示 方 向一致 , 而 在冷 却过 程 中流 动 方 向恰 好 相 反 . 设在 退 火过程 中 , 氢 气 体积 保 持不 变 且为 定 常 流动 , 则 据流 体 力学相 关 原理— 流 动 网络 图 中 每个节 点 的流 入与 流 出的流 体 总量相 等 , 及 围 绕 任一 回路 的流 动损 失代 数 和 为零〔习 — 可分 别 建 立流 量连 续 方程 组 和流 动 损 失方 程 组 : 「凡 ,月动= K , A 司+ 只 , A 司 = 焉A r n= a ` 瓮簧 = 卜知〕分卜苛 命 )争去 岭 、 瓮晋 = ( 3 ) ~ - ~ ~ 弓 卜 ` } _ 际 1, . 闷 . 贬~ ~ ~ ~ ~ ! }……!…… J 凡 …………… ! ~ 二二二 . } . 篇二二又 : }{ : 一 } 一 v,3 ! …………… : l …………… J 玲 ! 一 } 月` - - - - - 珠 ! }………… 、 . l …………… ! , K , } ~ - ~ - - , 卜 l 一 玲 个 ~ 一一一 1 石万万丁石 百切 v 个 卜瓮弋 2 )分卜备 易 3 曝踢瓮嵘 标瓮会 = 卜贪 氛 )夸卜 川 缸伽)争会礁 图 2 内罩内氮 气流 动 网络 图 F ig . 2 lF o w . e t o f h y d or ge . ga , in 比 e i n n e r c vo e r 式 中 , 再 ` 为对 流板通 道 流通面 积 , 耐 ; 气 , 为第 i 层 带 钢 底部 对 流板 的高度 , m . (2 )特 征 尺度 L . 特 征 尺度 为通 道长 度 : ( 7 ) 式 中 , A 为 各通 道 的流 通面 积 , 耐 ; eQ 为 炉 台风 机 额 定 循 环 风 量 , m , · s 一 , ; L 为 各 通 道 的特 征 尺 度 , m ; D 为 各通 道 的当 量直 径 , m ; 睿为 各通 道 的局 部 阻 力 系 数 ; 又为 各通 道 的沿 程 阻 力系 数 : g 为 重 力 加 速度 , m · s 一 , . 方程 组 (3 )和 (4 ) 中各参 数 确定 方 法如 下 : ( l) 流 通面 积 A . 卷 芯 通道 和 卷边 通 道 的流 通 面 积分 别 为 式 中 , cL, , eL, , 乌 ,为 分 别为 卷 芯 、 卷 边 、 对 流 板通 道 的特 征尺 度 , m ; h , 为 第 i层带 钢 卷 的 宽度 , m . (3) 当量直径 D . 根据 当量 直径 的定义〔7] , 可得 各 通 道 当量 直径 : } “ · 种 “ 卜 斤补呱 一众 J } D 。 阅 。 l且尸刀翻 、 一 D 、 了 。 、 1 一 , ` n _ D _ 、 、 。 , }几炭产h p浅斌沌矿初拭巩」 ( 5 ) 式 中 , cA 人 ` 为卷 芯 、 卷 边 通 道 的流 通 面 积 , 耐 ; cD vo 为 内罩 的 内径 , m ; D 、 , D 。`为 带钢 卷 的 内 、 外 径 , m ; 下标 i 为带钢 层序 , 即第 i 层 带钢 , 以下 同 . 由对 流 板实 际结 构 , 认 为其 一 半 高度 和一 半 周 长所 围成 的矩 形截 面参 与流 通 , 带钢 的 内外 径 平 均值 作为通 道 的平 均半 径 , 则对 流板 通 道截 面 积 为 : 式 中 cD i, eD i , 几 ` 为分 别 为卷 芯 、 卷 边 、 对 流 板通 道 当量 直径 , m . (4 ) 阻 力系 数吞又 . 局 部 阻 力系 数咨由通 道 的几 何 形状 和尺 寸决 定 , 可查 阅相 关手 册取 值囚 . 对 于 沿 程 阻力 系数又 , 当雷诺 数 R e< 2 3 0 0 时 , 氢 气 处于 层 流 状态 , 沿程 阻 力 系数 利用 下 式`8] 计算 : “斋 R e = 坦鱼 ( 9 ) ` 小 (D +uoD 沁 ( 6 ) t 户 式 中 , R e 为雷 诺数 . 当 R >e 2 3 0 时 , 氢气 处 于紊 流 状 态 , 此 时沿 程 阻力损 失 与 内罩 壁 面粗 糙 度 : 以