[科普中国]-变量气流

变量气流1(differential gas flow)是指在流程中流量均匀变化的气流。焦炉内的变量气流有分配通道中的变量气流和集合通道中的变量气流两种。

简介变量气流(differential gas flow)1是指在流程中流量均匀变化的气流。焦炉内的变量气流有分配通道中的变量气流和集合通道中的变量气流两种。加热煤气主管、横管、炉内横砖煤气道、小烟道、分烟道、两分式焦炉的水平烟道和粗煤气的集气管等通道中气体的流动均属变量气流。它与恒量气流的流动规律的主要区别是存在气体流觉均匀变化所引起的动量变化。

基本方程式在分配或集合通道中流动的气体，流量是变化的，可以用一维水平变量流动的微分方程式来描述气流的运动规律，除了静压力、位压力、动压力和阻力以外1。还应考虑动量变化引起的压力降。

小烟道沿小烟道全长的静压力，无论是分配通道的上升气流还是集合通道的厂降气流1。都是小烟道外侧静压力小，内侧静压力大。而箅子砖孔上部气流的静压力则是相同的。因外侧散热量大，蓄热室内侧温度高厂外侧，因此内侧浮力较大，更促使上升气流时内侧流量加大，下降气流时外侧流量加大。这种压力分布，还导致了蓄热室内气流的横向窜流。当通过上升气流时，气流从内侧下部向外侧上部窜流，通过下降气流时，气流从内侧上部向外侧一下部窜流，结果造成了蓄热室内气流的不均匀分布，使蓄热室内格子砖的传热面积不能充分利用。

改善气流分布的措施为了改善气流分布，对不同炉型可采取如下措施1：

(1)采用扩散型箅子砖孔。在外侧配置内径下大上小的收缩型箅子砖，内侧配置内径下小上大的扩散型箅子砖。这种排列方式，由于阻力系数不同，既能适应上升气流，也可满足下降气流的压力分布、从而使气体流量分布均匀；

(2)增加小烟道断面，降低小烟道内气流速度，使小烟道内外静压差减小；

(3)采用分格蓄热室，煤气和空气全下喷；

(4)采用单向小烟道，或将小烟道分成水平格；

(5)采用截面变化的小烟道，减少其内外静压差。

二分式焦炉的气流分布规律中国设计的小焦炉和德国卡尔-斯蒂尔式焦炉，均用二分式火道结构。该炉型火道上部有水平集合烟道。气流上升时在集合地道中汇集，下降时向各立火道分流。斜道口设计已按上升气流安求配置，因而加剧了废气分布的不均匀性，这是二分式焦炉最主要的缺点之一1。这一缺点可采用水平集合烟道变径或立火道顶部设滑动调节砖等办法克服。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学