 |
QС1 / e1 = С0×( Т1 / 100 )4×F1 ; QС2 / e2 = С0×( Т2 / 100 )4×F2, (29)
|
|
|
|
QС1 / e1 = С0× ( Т1 / 100 )4× F1; QС2 / e2 = С0× ( Т2 / 100 )4× F2, (29)
подставим выражения (29) в уравнение (28) и, учитывая, что QРЕЗ1 = - QРЕЗ2 находим результирующий тепловой поток на поверхности 2.
QРЕЗ2 =. (30)
Разделив числитель и знаменатель в правой части выражения (30) на коэффициент излучения абсолютно черного тела С0 и принимая во внимание, что в соответствии со свойством взаимности средних угловых коэффициентов излучения F1× j1, 2 = F2× j2, 1, получим
QРЕЗ2 =, (31)
где С1 = e1 × С0 и С2 = e2× С0 - являются коэффициентами излучения серых поверхностей 1 и 2.
Выражение (31) для результирующего теплового потока записывается обычно в виде
QРЕЗ2 = (32)
Здесь СПР приведенный коэффициент излучения, который в общем случае для замкнутой системы, состоящей из двух изотермических поверхностей, имеет вид
СПР = 
(33)
Величина приведенного коэффициента излучения зависит от геометрической конфигурации системы, определяющей значение средних угловых коэффициентов излучения, и от оптических свойств поверхностей, определяющих значения коэффициентов излучения.
Таким образом, в случае теплообмена излучением между двумя серыми поверхностями, образующими замкнутую систему, результирующий тепловой поток на любой из этих поверхностей пропорционален разности четвертых степеней их температур.
Для замкнутых систем представленных на рисунках и характеризующихся тем, что j1, 2 = 1 формула для расчета результирующего потока принимает вид. QРЕЗ = 
.
При этом для случая, показанного на рис. А
|
|
|
( j1, 2 = j2, 1 = 1 ) приведённый коэффициент излучения принимает вид
СПР = 
.
Для случаев Б и В
( j1, 2 = 1; j2, 1 = F1 / F2 ) в виде
СПР = 
15. ИЗЛУЧЕНИЕ ЧЕРЕЗ ОКНА И ОТВЕРСТИЯ В КЛАДЕ ПЕЧИ
В печах часто приходится иметь дело с излучением через открытые рабочие окна, гляделки и другие отверстия, сделанные в сравнительно толстых печных стенах. Эти потери нельзя рассчитать по формуле (32), т. к. в лучистом теплообмене полости печи с окружающим пространством принимает участие еще третья сторона - боковая поверхность отверстия, которая отражает падающее на неё излучение. Её влияние оказывается тем существеннее, чем больше относительная толщина стенки.
Для расчета тепловых потерь может быть использована следующая формула
Q = CПР× , (34)
где Т1 - температура печи, К;
Т2 - температура цеха, К;
F1 - площадь отверстия, м2;
СПР - приведённый коэффициент излучения;
Ф - коэффициент диафрагмирования.
Эта формула отличается от ранее приведенной, тем, что вместо углового коэффициента j1, 2 входит коэффициент диафрагмирования Ф, который учитывает как прямое излучение, так и косвенное, передаваемое обмуровкой. Числовые значения Ф зависят только от отношения между размерами отверстия.
В основу расчета потерь через окно положено условие, что стенка, образующая отверстие, является абсолютно не теплопроводной, т. е. адиабатической. В реальных условиях обмуровка не обладает такими свойствами. Кладка печи передает тепло теплопроводностью, в результате чего её температура вблизи излучающей поверхности будет несколько ниже, а вблизи воспринимающей поверхности выше, чем в системе с идеальной обмуровкой. Поэтому к тепловому потоку, передаваемому излучением с одной поверхности на другую, добавится тепловой поток, отдаваемый кладкой в окружающее пространство. Следовательно, реальные тепловые потери будут несколько больше. Потери тепла могут быть выше и при металлической арматуре окна, а также из-за расширения площади поперечного сечения окна в сторону рабочего пространства, приводящего к возрастанию величины углового коэффициента j1, 2.
|
|
|
При расчётах количества тепла, теряемого через отверстие излучением, приведенный коэффициент в формуле (34) принимают равным
|
|
|
