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管式加熱爐的工作原理是：燃料在管式加熱爐的輻射室（極少數在單獨的燃燒室）內燃燒，釋放出的熱量主要通過輻射傳熱和對流傳熱傳遞給爐管，再經過傳導傳熱和對流傳熱傳遞給被加熱介質。
具體過程如下：
- **熱量產生**：燃料（如燃料油、燃料氣等）在燃燒器中與空氣混合并燃燒，產生高溫火焰和熾熱的煙氣，釋放出大量的熱能。
- **輻射傳熱**：輻射室直接受火焰沖刷，溫度很高（通常為600 - 1600℃）。爐管放置在輻射室內，高溫火焰和煙氣以電磁波的形式向爐管表面發射輻射能，爐管吸收這些輻射能后溫度升高。
- **對流傳熱**：來自輻射室的高溫煙氣進入對流室，在對流室內，煙氣主要通過對流傳熱的方式將熱量傳遞給爐管。煙氣在流動過程中與爐管表面接觸，由于存在溫度差，熱量從煙氣傳遞到爐管表面，使爐管進一步升溫。
- **熱量傳遞給被加熱介質**：爐管內的被加熱介質（通常為氣體或液體）通過與爐管內壁的接觸，以傳導傳熱的方式吸收爐管傳遞的熱量，溫度逐漸升高，從而達到工藝所需的加熱溫度。
此外，為了提高加熱效率和能源利用率，管式加熱爐還會配備余熱回收系統，回收煙氣中的部分熱量，用于預熱燃燒空氣或其他用途。通風系統則負責將燃燒空氣引入燃燒器，并將煙氣從爐子中排出，通風方式分為自然通風和強制通風兩種。
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