熱力計算中那些不可或缺的熱物性
2025-04-28 13:44:26
kenengadmin
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熱力計算中那些不可或缺的熱物性
鍋爐的熱力計算，大部分都不外乎是燃料、空氣、煙氣、水、水蒸氣這些物質之間的熱量傳遞。要進行鍋爐的傳熱計算，需要預先計算出它們的有關熱物性。
在介紹熱物性之前，我們先科普一下幾個相關常識：
◆ 氣體的比熱按照0℃和一個大氣壓下1立方米容積計量。
◆ 濕空氣的比熱按照1kg干空氣中含有10g水計算, 按照1立方米干空氣的容積計量。
◆ 平均成分煙氣，也稱標準煙氣，是指煙氣的壓力為一個大氣壓，CO2、H2O、N2的容積份額分別為rCO2=0.13，rH2O=0.11，rN2=0.76，煙氣溫度應≤1600℃。
熱物性主要內容概括
我們常用的熱物性，主要有4個：
詳細的說呢，主要就是：
◆ 燃料的比熱，包括氣體燃料、固體燃料、重油的比熱
◆ 干、濕空氣的比熱
◆ 煙氣的比熱
◆ 煙氣的運動粘度、導熱系數、普朗特數
熱物性主要用途
燃料的比熱使用情況相對簡單，主要用于計算熱平衡中的燃料消耗量。
空氣的比熱，在計算熱平衡時會用到。另外，由于過量空氣系數的存在，完全燃燒后的煙氣中含有一部分空氣，因此煙氣的比熱中也會用到。
煙氣的比熱，是指煙氣中各種成分的比熱，一般是用表格的形式列出來。長什么樣子呢？請參考下面截圖1。截圖1中空氣及煙氣各組成成分的比熱計算公式較為復雜，為簡化計算，我們常常把公式近似為比熱與溫度成直線關系。簡化后的公式又長什么樣子呢？可以參考下面截圖2。利用表中的公式，我們就可以算出在不同溫度、不同成分下煙氣的焓值，從而得到焓溫表。
在煙氣的對流傳熱計算中，一個重要的任務是計算傳熱系數，此時就需要用到煙氣的運動粘度、導熱系數、普朗特數。截圖3中，分別列出了空氣和平均成分煙氣從0℃到2200℃的運動粘度、導熱系數、普朗特數。
額外說明
做工程計算時，完全燃燒后的實際煙氣成分與平均成分煙氣有出入，會引起運動粘度、導熱系數、普朗特數的計算偏差。如果實際煙氣成分與標準煙氣成分相差不大，可以把實際煙氣近似為標準煙氣。
如果偏差過大，則在標準煙氣的運動粘度、導熱系數、普朗特數前面分別再引入某個系數。因為引入系數的情況較少，此處不做詳細介紹。如有需要，大家可以自己查看《鍋爐機組熱力計算標準方法》中的相關章節。