蓄熱球與蜂窩體的蓄熱能力及傳熱能力的對比

        為了比較首先敘述一下蓄熱球的透熱深度。根據蓄熱球表面熱流強度和下列物理參數，可以計算出蓄熱球的透熱時間和透熱深度。蓄熱球的物理參數取值如下：導熱系數1.6W/m·K；比熱：1100J/kq·K；重度：2800 kq/m³；小球直徑：φ15mm導溫系數為：0.00187m㎡/h通過計算和實際測定得知在蓄熱體加熱和冷卻過程中，薔熱體的表面熱流強度隨溫度降低而有所下降，在正常換向周期內，表面熱流強度變化幅度很小約5％以內，因此可按表熱流強度不變來計算。在前面給出的各參數條件下，表面與中心達到恒定溫差的時問為22秒，22秒后表面與中心保持恒定溫差等速升溫，恒定溫差值為33℃。也就是說φ15mm小球約22秒即可熱透（由均一溫度到有恒定溫差）。如果由升溫轉變到降溫即由正向溫差轉變為負向溫差則按時間加倍計算約44秒。由上得知；如果換向周期為60秒，則在一個換向周期內蓄熱球已可以從正向溫差轉變為負向溫差，蓄熱球中沒有不參與熱交換的“芯子”但是 ，由于蓄熱球內外存在溫差，球的蓄熱能力要下降。下降值計算如下：假定球加熱到表面溫度115O℃，則中心溫度為1150±33 ，由蓄熱球內部呈拋物線溫度分布求出蓄熱球的平均溫度，平均溫度為1136～1164~C。在這個溫度分布下，可以等效認為無溫差蓄熱球重度由2800kg/m³ 變為2767kg/m³ (即用比重2800kg/m³的蓄熱球，只能按2767kg/m³計算蓄熱量 )。重度下降不到2％。目前蓄熱球重度約2500～3500kg 。下降幅度可忽略不計。

1：蓄熱球與蜂窩體蓄熱能力的比較

        小球比重取2800kg/m³ 、直徑取φl5，每1000（n）m³/h空氣約需小球240～280kg，按260kg計算 ，小球每升降1度的蓄熱量為260×1.1=286kJ/℃。如果換向時間為1分鐘，空氣加熱溫度為1150℃，則空氣從蓄熱體接受到27000kJ熱量。由于空氣接受的熱量是從蓄熱體降溫放出來的，因此60秒內蓄熱球將溫降為95℃，空氣降溫也接近95℃。蓄熱體的熱惰性愈大，空氣預熱溫度的波動愈小。預熱溫度的平均值為1102.5℃，換向時間愈長空氣平均下降幅度愈大。單位為標態（0℃，1標準大氣壓）立方米，用(n)表示。用同樣方法計算蜂窩體的蓄熱能力，仍以1000（n）m³/h空氣為基準，每1000（n）m³/h空氣需蜂窩體重量約130～150kg，為蓄熱球重量的50％～60％，較輕的蓄熱體降低了蓄熱能力，它的熱惰性比蓄熱球大約小一半，空氣溫度下降速度約每秒3度。如果換向時間仍為1分鐘 ，則蜂窩式蓄熱體換向前后溫降約180℃～200℃，由于蓄熱體溫度的降低空氣預熱溫度也等幅下降，空氣平均預熱溫度要比小球式蓄熱體低45℃ ～50℃。預熱溫度降低將使燃料的熱利 用率降低。兩者比較燃料消耗要增加約5％。（如果用經濟來比較，大約每年節約的燃料費相當于所用蜂窩體價值數倍）如果要使空氣預熱溫度相同，則換向時間只能為30秒，換向閥壽命將相差一倍，同時空煤氣換向損失也將增加一倍 ，空氣換向損失的是熱空氣 ，煤氣 換向損失的是煤氣，換向損失將增加煤氣 0.6％左右 。 蓄熱體越大換向損失也越大。因此過分減少換向時間不一定有利 。

2 蓄熱球與蜂窩體傳熱能力比較

       仍用上面參數來加以說明，每預熱1000 (n)m/h取φ15mm蓄熱球260kg蜂窩體取140kg（0.185m³）進行比較。蓄熱球具有表面積38㎡，蜂窩體具有表面積106㎡，表面積為蓄熱球的2.8倍。但是由于蓄熱球中氣流成不規則流動，蓄熱球表面的附面層被減薄和破壞，因此表面的傳熱強度要比蜂窩體大很多，約為蜂窩式蓄熱體的3.5倍。 兩者比較小球式蓄熱體的傳熱能力比蜂窩體要大。由于傳熱能力的影響因素較多，流速 、流體擾動 、流道長度等 ，這里是在相同流體阻力下的比較 。