高爐內以傳導、對流、輻射三種方式將熱量由煤氣傳給爐料。其傳熱過程是由煤氣向料塊表面的外部傳熱和料塊表面向料塊核心的內部傳熱完成的。傳導傳熱主要是在料塊內部傳熱中起主導作用,也就是料塊表面的熱透過傳導傳熱傳到料塊中心。由於高爐料柱內料塊之間的接觸絕大部分是點接觸,所以料塊之間的傳導傳熱很小而常被忽略不計。
傳導傳熱的傳熱方程為:QC=λ/r(t料表-t料核)=hc(t料表-t料核);
式中Qc為透過傳導傳送的熱量,kJ/m·s;λ為爐料的導熱係數,W/m·℃;t料表、t料核為爐料表面和核心的溫度,℃;hc為匯出的導熱係數W/m·℃;r為爐料的半徑,m。對流傳熱是運動的煤氣流對料塊外表面的主要傳熱方式,其規律為Q=α(t氣-t料表);式中Q為對流傳熱量,kJ/m·s;α為對流給熱係數,W/m·℃,它與煤氣的流速(以雷諾數為特徵的流動狀態)、煤氣的運動黏度與料塊的直徑有關;t氣為煤氣溫度,℃。
輻射傳熱是高溫煤氣以輻射方式向料塊表面傳送熱量,它與料塊的黑度、煤氣的溫度和煤氣中三原子氣體(例如CO、HO)含量和不對稱雙原子氣體(CO)的含量等有關。
輻射傳熱規律為:Qr=εCr(T4氣-T4料表)=hr(t氣-t料表);
式中Qr為透過輻射傳送的熱量,kJ/m·s;ε為黑度;C為輻射係數,W/m·K;h為匯出的輻射係數,W/m2·℃。研究和測定的結果說明:礦石的匯出導熱係數hC高於焦炭的,而礦石和焦炭的hc又分別高於它們的對流給熱係數α,所以在高爐的熱交換過程中對流給熱是限制性因素。研究還證明不同溫度下礦石的hc遠高於(α+h),因此對流給熱仍然是控制環節,但是焦炭在高溫下(725℃以上)hc小於(α+hr),這時焦炭本身的傳導傳熱成為控制性環節。
高爐內以傳導、對流、輻射三種方式將熱量由煤氣傳給爐料。其傳熱過程是由煤氣向料塊表面的外部傳熱和料塊表面向料塊核心的內部傳熱完成的。傳導傳熱主要是在料塊內部傳熱中起主導作用,也就是料塊表面的熱透過傳導傳熱傳到料塊中心。由於高爐料柱內料塊之間的接觸絕大部分是點接觸,所以料塊之間的傳導傳熱很小而常被忽略不計。
傳導傳熱的傳熱方程為:QC=λ/r(t料表-t料核)=hc(t料表-t料核);
式中Qc為透過傳導傳送的熱量,kJ/m·s;λ為爐料的導熱係數,W/m·℃;t料表、t料核為爐料表面和核心的溫度,℃;hc為匯出的導熱係數W/m·℃;r為爐料的半徑,m。對流傳熱是運動的煤氣流對料塊外表面的主要傳熱方式,其規律為Q=α(t氣-t料表);式中Q為對流傳熱量,kJ/m·s;α為對流給熱係數,W/m·℃,它與煤氣的流速(以雷諾數為特徵的流動狀態)、煤氣的運動黏度與料塊的直徑有關;t氣為煤氣溫度,℃。
輻射傳熱是高溫煤氣以輻射方式向料塊表面傳送熱量,它與料塊的黑度、煤氣的溫度和煤氣中三原子氣體(例如CO、HO)含量和不對稱雙原子氣體(CO)的含量等有關。
輻射傳熱規律為:Qr=εCr(T4氣-T4料表)=hr(t氣-t料表);
式中Qr為透過輻射傳送的熱量,kJ/m·s;ε為黑度;C為輻射係數,W/m·K;h為匯出的輻射係數,W/m2·℃。研究和測定的結果說明:礦石的匯出導熱係數hC高於焦炭的,而礦石和焦炭的hc又分別高於它們的對流給熱係數α,所以在高爐的熱交換過程中對流給熱是限制性因素。研究還證明不同溫度下礦石的hc遠高於(α+h),因此對流給熱仍然是控制環節,但是焦炭在高溫下(725℃以上)hc小於(α+hr),這時焦炭本身的傳導傳熱成為控制性環節。