垂直分流法則終版

垂直分流法則韓園園白一帆丁亞文李鋼黃芳付鵬程胡海超李武曦張婷李蒙回顧：兩氣體伯努利方程2用此式時(shí)，參考基準(zhǔn)面應(yīng)取在氣體斷面的上方—窯內(nèi)氣體表壓強(qiáng)（相對(duì)靜壓頭，hs）—窯內(nèi)氣體受到的重力和浮力之和的位能（相對(duì)幾何壓頭，

hge）—窯內(nèi)氣體的動(dòng)能（動(dòng)壓頭，hw）3窯爐系統(tǒng)氣體流動(dòng)阻力損失

Re——雷諾準(zhǔn)數(shù)

b、n——與流態(tài)及管壁相對(duì)粗糙度有關(guān)的系數(shù)。w0——平均標(biāo)態(tài)流速，—局部阻力系數(shù)，查附錄二降低阻力系數(shù)的途徑：圓、平、直、緩、少。4伯努利方程的能量轉(zhuǎn)換：幾何壓頭、靜壓頭、動(dòng)壓頭之間可以相互轉(zhuǎn)變，但是只有通過動(dòng)壓頭才會(huì)引起能量損失。5熱氣體在垂直管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)壓頭間的相互轉(zhuǎn)換：由上向下運(yùn)動(dòng)6【當(dāng)熱氣體由上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)】氣體在管道內(nèi)由II－II截面向I－I截面流動(dòng)的柏努利方程式：管道截面未發(fā)生變化：基準(zhǔn)面取在Ⅱ-Ⅱ截面上：7熱氣體在垂直管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)壓頭間的相互轉(zhuǎn)換：由下向上運(yùn)動(dòng)8【當(dāng)熱氣體由下向上運(yùn)動(dòng)時(shí)】氣體在管道內(nèi)由I－I截面向II－II截面流動(dòng)的柏努利方程式：同樣有：9【總結(jié)】：當(dāng)熱氣體從上往下運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)閴侯^損失，部分靜壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓頭，使動(dòng)壓頭保持不變。同時(shí)部分靜壓頭又轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀螇侯^，最后使I－I面靜壓頭減少。熱氣體由下向上流動(dòng)時(shí)，逐漸將幾何壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭、動(dòng)壓頭，并消耗部分能量用于克服壓頭損失。

10在硅酸鹽窯爐系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)遇到冷（或熱）氣流平行通過通過若干個(gè)垂直通道，并在兩端聯(lián)通匯合。當(dāng)流動(dòng)過程中，幾何壓頭起主要作用時(shí)，為了保持各通道內(nèi)的溫度均勻、穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)和操作這類流動(dòng)系統(tǒng)（如倒焰窯的料垛、玻璃熔窯蓄熱室格子體等）時(shí)，應(yīng)該遵循一定的流動(dòng)法則——垂直分流法則，其要點(diǎn)是：熱氣體應(yīng)由上向下流；冷氣體應(yīng)由下向上流。分散垂直氣流法則

概念：在硅酸鹽窯爐內(nèi)，當(dāng)一股氣流在垂直通道中被分割成多股平行小氣流時(shí)，叫分散垂直氣流。11當(dāng)氣流在垂直通道內(nèi)自上而下流動(dòng)時(shí)：（取有效斷面1-1和2-2，以1-1為基準(zhǔn)面），對(duì)于a通道：12當(dāng)氣流在垂直通道內(nèi)自下而上流動(dòng)時(shí)：要使溫度在a、b通道內(nèi)均勻分布，必須滿足a，b通道兩端的靜壓差相等，有：13（2）當(dāng)氣體自上而下流動(dòng)時(shí)：（1）當(dāng)氣體自下而上流動(dòng)時(shí)：

保證a，b通道內(nèi)溫度均勻分布的條件：通道內(nèi)的幾何壓頭和阻力損失相等。14溫度在a、b通道內(nèi)的分布與氣流方向無關(guān)，主要決定于兩通道內(nèi)的阻力損失。當(dāng)時(shí)，溫度在通道內(nèi)才能分布均勻。溫度在a、b通道內(nèi)的分布將取決于幾何壓頭的作用。若a、b通道高度相等，兩通道內(nèi)的幾何壓頭相等與否決定于通道內(nèi)的氣體密度。15（1）若熱氣體自下而上流過a、b通道，熱氣體被吸熱而逐漸冷卻，由于偶然因素當(dāng)ta<tb，則ρa(bǔ)>ρb

，于是hg2,a<hg2,b

，熱氣體自下而上流動(dòng)，則幾何壓頭相當(dāng)于推動(dòng)力，所以a通道推動(dòng)力減小，使得a通道內(nèi)的流量Va減少，

Vb

增大，因而a通道內(nèi)的熱氣體越來越少，ta就越來越低，從而導(dǎo)致a、b溫度分布更加不均勻。假定由于某種原因使ta<tb，則ρa(bǔ)>ρb

，于是hg2,a<hg2,b16（2）相反，若使熱氣體自上而下流動(dòng)，則幾何壓頭相當(dāng)于阻力，所以a通道內(nèi)總阻力減小，使得Va增大，Vb減小

，因而a通道內(nèi)的熱氣體越來越多，ta就越來越高，直至ta=tb，最后a、b通道溫度均勻。因此：

熱氣流只有自上而下流動(dòng)，才能保證a、b通道溫度分布均勻條件；冷氣流只有自下而上流動(dòng)，才能保證a、b通道溫度分布均勻條件。17分散垂直氣流法則：在分散垂直通道內(nèi)，熱氣體應(yīng)當(dāng)自上而下流動(dòng)才能使氣流溫度均勻分布，冷氣體應(yīng)當(dāng)自下而上流動(dòng)才能使氣流溫度均勻分布。此法則主要應(yīng)用于幾何壓頭起主要作用的通道內(nèi)，如果通道內(nèi)的阻力很大，此法則不適用。在硅酸鹽窯爐內(nèi)，氣體在倒焰窯和蓄熱室內(nèi)的流動(dòng)都遵循分散垂直法則，但在立窯、煤