使用固体粒子的流态加热技术

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：我国自上世纪七十年代以来，也开始应用“流动粒子加热”。流动粒子加热就是采用固体粒子作为加热介质，当通入一定流速的气流时，粒子就会呈悬浮状象流体一样地运动，这种状态称为流化状态。流动粒子加热一般是通过电加热使流动粒子很快被加热到所需温度，作为加热介质的流动粒子实质上是固体颗粒浴气体的混合物，其传热方式主要是对流传热。

用固体介质（木炭、煤）作为燃料加热是最古老的方法。早先是采用干燥木炭、生石灰、碳化硅粉等作为填充保护剂进行“装箱加热”，防止工件表面氧化，这种方法加热效率低。自上世纪五十年代以来，国外发展了“流态床加热”（流动粒子加热），由开始采用外热源间接加热惰性粒子（石英砂、刚玉砂）的流化床加热发展到利用导电粒子的内热式流动粒子炉，以及采用煤气—空气混合燃烧气体代替空气的外热式流动粒子炉。我国自上世纪七十年代以来，也开始应用“流动粒子加热”。

流动粒子加热就是采用固体粒子（石墨、石英砂或刚玉等）作为加热介质，当通入一定流速的气流时，粒子就会呈悬浮状象流体一样地运动（在粒子堆表面呈沸腾状态，内部粒子则呈快速湍流运动），这种状态称为流化状态。流动粒子加热一般是通过电加热（内热或外热式）使流动粒子很快被加热到所需温度，作为加热介质的流动粒子实质上是固体颗粒浴气体的混合物，其传热方式主要是对流传热。流动粒子加热的主要优点有：①升温快（一般20分钟即可升温至850℃），炉温均匀且易控制；②使用温度范围广，高、中、低温均可；③表面无氧化脱碳；④启动方便，节省能量。(https://www.chuimin.cn)

实际上，除了通过加热介质对钢进行间接加热外，还可不采用介质而对钢进行直接加热。直接加热是利用金属内部的电能—热能转换，电磁—热能转换，低能粒子轰击的能量—热能转换而产生加热的过程，不需要通过加热介质向被加热金属传递热量。比如，电阻加热、电接触加热、感应加热、红外线加热、激光加热、电子束加热和等离子体加热等。

使用固体粒子的流态加热技术

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