兩個(gè)物體溫度不同所引起的熱量傳遞過程叫做傳熱.

1. 熱量傳遞的方式

熱量總是由高溫處向低溫處傳遞的。傳遞的方式有三種：導(dǎo)熱、對流和輻射。溫差越大，單位時(shí)間內(nèi)熱量傳遞越快。

（1）導(dǎo)熱：導(dǎo)熱是通過物體的直接接觸，熱量從高溫物體向低溫物體傳遞的過程，物體本身各部分不發(fā)生相對移動。例如用鋼匙攪動熱水，手握的一端就會逐漸熱起來，這就是熱傳導(dǎo)的例子。熱傳導(dǎo)與物質(zhì)材料的性能有關(guān)。不同物質(zhì)有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，同一物質(zhì)處在不同溫度狀態(tài)下，導(dǎo)熱系數(shù)也不同。所謂導(dǎo)熱系數(shù)是指在1m2的面積上，當(dāng)溫度差為1℃時(shí)，每小時(shí)通過厚度為1m的平壁的熱量，其單位為kW/m·℃，用符號“λ”表示。根據(jù)表1.2—1介紹，鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)是35.6~50.6kM/m·℃，一般水垢的導(dǎo)熱系數(shù)是1.28~3.14 kM/m·℃，水垢的導(dǎo)熱系數(shù)產(chǎn)均值比鋼板小90%左右。如果有了水垢，則受熱面?zhèn)鳠岽蟠鬁p小。水垢太厚，會使金屬管壁燒壞或堵塞管內(nèi)水流通道，影響鍋爐安全運(yùn)行。如果鍋爐受熱面管子外壁沉積著煙灰，管子內(nèi)壁又積聚著水垢，則不僅影響導(dǎo)熱的正常進(jìn)行，造成燃料的浪費(fèi)，而且還會使受熱面管子的壁溫增高，甚至過熱而燒壞。因此，鍋爐在運(yùn)行中，必須經(jīng)常吹灰、排污，水處理要良好，使受熱面內(nèi)外表面保持清潔，以保證鍋爐運(yùn)行安全可靠。

表1.2—1 不同物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)

見表

(2)對流傳熱：對流傳熱是由于液體或氣體各部分發(fā)生對流而引起的的傳熱過程。在鍋爐的傳熱過程中，加熱鍋筒內(nèi)的水、鍋爐的水循環(huán)流動，熱水上升，冷水下降，使熱量傳給了全部鍋爐的水；又如煙氣以某種流速沖刷鍋爐受熱面的管壁，在與管壁接觸過程中的熱傳遞，都屬對流傳熱過程。對流傳熱的傳熱過程與流體的性質(zhì)、流速的大小、流體運(yùn)動的特性、流道的形狀以及流體沖刷管子的方向等因素有關(guān)。煙氣流速越大，沖刷管壁越激烈，對流傳熱就越強(qiáng)。若流速過大，流動阻力增強(qiáng)，因阻力與流速平方成正比，引風(fēng)機(jī)的耗電量將急劇增加，還會使受熱面的管壁產(chǎn)生比較嚴(yán)重的磨損。因此，在布置對流受熱面時(shí)，在正常負(fù)荷下使煙氣流速一般在6~10m/s。對火管鍋爐，在自然通風(fēng)時(shí)，煙氣流速一般在10m/s；用機(jī)械通風(fēng)時(shí)，煙氣流速一般在20m/s。對流傳熱與受熱面的結(jié)構(gòu)、布置和煙氣沖刷管子的方向有很大關(guān)系。受熱面用小管徑的管比用大管徑的管對流傳熱的效果好；煙氣對管子作橫向沖刷，對流傳熱比較強(qiáng)烈；煙氣對管子作縱向沖刷時(shí)，對流傳熱則比較差。在磺向沖刷的條件下，管子錯(cuò)開排列，對流傳熱比較強(qiáng)烈；管子順排，對流傳熱則比較差。

（3）輻射傳熱：輻射傳熱是一種依靠電磁波方式傳遞能量的過程。物體內(nèi)部的一部分熱量變?yōu)檩椛淠芟蛑車椛?，?dāng)遇到另一物體時(shí)，一部分輻射能被吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽阱仩t爐膛內(nèi)的火焰與管壁間、太陽與地球之間，都在進(jìn)行著輻射傳熱過程。任何物體單位時(shí)間從單位表面積上，輻射出去的輻射能，稱之為輻射放熱強(qiáng)度。它和物體的絕對溫度的4次方成正比。所以輻射受熱面應(yīng)該布置在高溫?zé)煔鈪^(qū)域，在爐膛內(nèi)布置水冷壁，就是這個(gè)緣故。爐膛內(nèi)布置的水冷壁不宜過多，否則會使?fàn)t膛溫度降低太多，失去了高溫輻射的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還會影響燃燒，增大不完全燃燒損失。因此，應(yīng)使鍋爐輻射受熱面和對流受熱面保持一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤?。工業(yè)鍋爐通常是輻射受熱面的吸熱量占鍋爐總吸熱量的40%~50%，并且必須保持煙氣在離開爐膛進(jìn)入對流受熱面時(shí)的溫度為850~1150 ℃的范圍內(nèi)。