河間火燒爐膛內的煙氣速度場和擴散混合過程

　　河間火燒爐膛內的煙氣速度場和擴散混合過程是復雜的。它主要決定于火燒爐膛形狀、燃燒器及其布置、一、二次風速等。為了求得介質中的溫度和輻射強度的變化，必須同時解輻射換熱方程式和能量平衡議程式。對于火燒爐膛空間的任意一個單元體積，一方面由于輻射換熱，它將和受熱面進行能量交換，另一方面，由于流動，某一溫度的介質流進這個單元體積，又以另一溫度流出，造成了單元體積的能量變化。此外，在這一單元的邊界上，介質之間將進行紊流擴散，也引起能量交換。后兩項能量應當包括在能量平衡方程式中因輻射以外原因而獲得的能量中。由此可見，火燒爐膛內的速度場和擴散混合過程對爐內換熱有著重要影響。此外，擴散混合過程對燃燒也有重要影響。對于氣體燃料、液體燃料、以及處于擴散燃燒區的煤粉，擴散混合過程對燃燒起決定性影響。通過燃燒，又影響到火燒爐內換熱。

　　河間火燒爐的內部溫度場很繁瑣，而且即使在很簡單的輻射換熱情況下，介質的溫度場也是相當復雜的。當介質和固體壁面之間進行輻射換熱，只要介質溫度不等于壁面溫度，則介質溫度不可避免地要出現某種程度的不均勻。壁面處的冷卻強度最大，離開壁面越遠，冷卻強度越小。而且，減弱系數越大，冷卻強度隨距離的變化越顯著。

　　由此可以看出，在這種情況下，即使開始時介質的溫度場是均勻的，由于靠近壁面處介質的冷卻強度較大，，經過一段時間以后，不可避免，介質中將出現溫度不均勻性，靠近壁面處的介質溫度要降低得多一些，離開壁面越遠，溫度降低的程度越小，而且，減弱系數越大，溫度差別越大。

　　以上討論的是當介質靜止不動的情況，如果介質是流動的，則情況又將有所不同。假定介質沿著一個溫度較低的黑體壁面流動，不考慮介質中的紊流質量交換，開始時溫度是均勻的，由于前述原因，經過一段距離后，介質溫度將出現不均勻。這時溫度的變化還將和速度場有關。在一般情況下，靠近壁面處的氣流速度要低一些，這將使得這里的溫度降低更快，氣流中心的速度較高，使中心的溫度降低更慢。這樣，溫度的不均勻將比速度場均勻時更嚴重。如果靠近壁面處的氣流速度比中心高，則溫度場的不均勻性將減小。如果壁面處的速度比中心高得很多，則壁面處的溫度有可能反而比中心高。

　　如果在氣流中還由于化學反應而析出熱量，情況將更復雜。

　　由于溫度場不均勻，使傳熱計算大為復雜，因為必須考慮各部分介質之間的輻射換熱。