回轉(zhuǎn)窯的接觸熱阻問題研究

在回轉(zhuǎn)窯中，任何兩個(gè)相互接觸的表面，從亞微觀角度來說總是粗糙的，真正的光滑表面實(shí)際上是不存在的。當(dāng)熱流通過兩相互接觸的表面時(shí)，回轉(zhuǎn)窯工作時(shí)，大部分的熱量的傳遞是通過實(shí)際接觸面積(即一些離散的點(diǎn)或微小的面積)來 的。而實(shí)際接觸面積僅僅是理論接觸的一小部分，由于表面接觸的不完全性而導(dǎo)致熱流線收縮，在交界面產(chǎn)生明顯的溫度降形成的熱阻被稱為接觸熱阻。此時(shí)，當(dāng)熱量從高溫物體通過接觸向低溫物體傳遞時(shí)，主要通過以下幾個(gè)途徑：

1、大部分熱量以熱傳導(dǎo)的形式從兩固體的真實(shí)接觸面進(jìn)行傳遞；

2、少部分熱流通過間隙介質(zhì)(空氣或其他介質(zhì))以熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、輻射換熱的形式傳遞。

由于間隙介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)與固體導(dǎo)熱系數(shù)一般相差很大，因此忽略間隙介質(zhì)的熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱以及輻射換熱是合理的，熱量的傳遞主要是以方式傳遞的。

當(dāng)一定的熱流通過接觸面時(shí)，兩接觸面之間出現(xiàn)一個(gè)間斷的溫差△t，接觸熱阻r:的定義為接觸處的溫差△t和接觸面上平均熱流密度q之比：rc=△t/q

影響接觸熱阻的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面:結(jié)合部?jī)煞N材料的溫度差；接觸材料的特性參數(shù)和力學(xué)性能;接觸表面形貌特征;接觸壓力；間隙介質(zhì)性質(zhì)等。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)接觸熱阻的研究 是對(duì)金屬接觸表面的微觀接觸狀態(tài)與形式的研究，并簡(jiǎn)化成理想化的單點(diǎn)接觸模型，然后根據(jù)熱阻的定義和材料特性、介質(zhì)特性等進(jìn)行計(jì)算，有助于 回轉(zhuǎn)窯的熱平衡。現(xiàn)在對(duì)接觸熱阻的理論計(jì)算模型有：?jiǎn)吸c(diǎn)圓盤接觸模型、單點(diǎn)圓錐接觸模型和圓錐綜合接觸模型等。他們的研究主要是針對(duì)同種接觸材料(如鋁-鋁、鋼-鋼、鑄鐵-鑄鐵等)，或相似接觸材料(如鋼-鋁等)在低溫、小壓力的情況下，接觸載荷、介質(zhì)有無、熱流方向?qū)佑|熱阻的影響，并從材料表面參數(shù)、性質(zhì)及間隙流體性質(zhì)得出接觸熱阻的半經(jīng)驗(yàn)法。但是，絕大多數(shù)方法沒有提出針對(duì)不同種接觸材料及其接觸表面的溫度變化對(duì)接觸熱阻的影響的經(jīng)驗(yàn)公式或半經(jīng)驗(yàn)公式。