热负荷是指燃料在燃烧器中燃烧时单位时间内所释放的热量。在燃烧器中,其计算式为:热负荷=燃料消耗量*燃料低热值。热负荷的大小是由主燃烧器燃料消耗量的大小等因素决定的。
一、定义
热负荷包含两个方面的涵义,一是指受热零件的温度,二是指零件的温度差。
通常用热流量来表征零件的热负荷,其在不同的情况下,可用不同的参数来表述。在热流作用下,q=α(Tg-Tw),取决于换热系数和热传导条件,在零件上会形成一定的温度场。零件上的每一点可由该点的温度及其周围的温度梯度来表征,热流量越大,零件受热壁面上的温度越高,热应力也越大。
通过对受热零件的温度、温度分布和热流量进行测量,以及用实验求得运转因素和一些结构因素对零件温度,热流量的影响,可以从中找出它们之间的基本规律,预先估计零件的热负荷,判断强化潜力,也为设计和改进零部件时,控制零件热负荷提供一定的依据。
二、计算公式
当内能、动能、势能的变化量可以忽略且无轴功时,输入系统的热量与离开系统的热量应平衡,由此可得出传热设备的热量平衡方程式为:Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
式中Q1—物料带入设备的热量,kJ;Q2—加热剂或冷却剂传给设备及所处理物料的热量,kJ;Q3—过程的热效应,kJ;Q4—物料带出设备的热量,kJ;Q5—加热或冷却设备所消耗的热量或冷量,kJ;Q6—设备向环境散失的热量,kJ。
在上式时,应注意除Q1和Q4外,其它Q值都有正负两种情况。例如,当反应放热时,Q3取“+”号;反之,当反应吸热时,Q3取“-”号,这与热力学中的规定正好相反。
由热量平衡方程式可求出Q2,即设备的热负荷。若Q2为正值,表明需要向设备及所处理的物料提供热量,即需要加热;反之,则表明需要从设备及所处理的物料移走热量,即需要冷却。此外,对于间歇操作,由于不同时间段内的操作情况可能不同,因此,应按不同的时间段分别计算Q2的值,并取其最大值作为设备热负荷的设计依据。
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