 |
19. Лучистый теплообмен изотермической излучающей среды с поверхностью нагрева
|
|
|
|
К =.
Формула справедлива для значений РСО2× ℓ ЭФ = 0, 0008 - 0, 164 м× МПа; РН2О× 
= 0, 0004 - 0, 13 м× МПа; РН2О / РСО2 = 0, 2 - 2; t = 450 - 1650 oC.
При ориентировочных расчетах степени черноты факела, содержащего сажистые частицы, можно принять, что степень черноты факела природного газа в 1, 5, а факела мазута в 2, 5 раза больше степени черноты газообразных продуктов горения.
19. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ПОВЕРХНОСТЬЮ НАГРЕВА
Излучающая среда представляет собой селективно излучающий газ. Для таких тел коэффициент поглощения можно написать в виде
. (40)
Здесь 
- спектральная плотность потока от стенок;
el - спектральная степень черноты газа, равная его спектральной поглощательной способности аl;
Dlк - полоса излучения ( поглощения );
n - число полос поглощения;
Т1 - температура поверхности нагрева.
Интегральная степень черноты газа eг по определению
,
где ТГ - температура газовой среды.
Сравнивая эти два уравнения, видим, что в общем случае eг ¹ аг. Только в состоянии термодинамического равновесия, когда падающее излучение становиться абсолютно черным, eг = аг. Из выражения (40) видно, что интегральная поглощательная способность газа зависит от спектрального состава падающего от стенок излучения.
20. ТЕПЛООБМЕН В СИСТЕМЕ СЕРЫЙ ГАЗ - ЗАМКНУТАЯ
СЕРАЯ ОБОЛОЧКА
Рассмотрим замкнутую серую оболочку с равномерной температурой Т1 и степенью черноты e1. Площадь внутренней оболочки F1. Внутри оболочки находится серый газ с равномерной температурой ТГ и степенью черноты. eГ.
Найдем результирующий тепловой поток от газа к оболочке.
Всё эффективное излучение оболочки попадает в газ, но только часть его пропорциональная аг, поглощается. Так как для серого газа
|
|
|
аг= eГ, то
QПОГ. Г = eГ× QЭФ1, где (41)
QЭФ1 = QСОБ1 + QОТР1; (42)
QСОБ1 = e1× Ео× F1 = e1× s0× T14× F1; (43)
QОТР1 = QПАД1× ( 1 - а1 ); (44)
QПАД1 = (45)
Подставив выражение (45) в выражение (44), получим
QОТР1 = ( QРЕЗ1 + QСОБ 1 )× ( ) (46)
Подставив выражения (46) и (43 ) в выражение (42) и проведя преобразование ( с учетом, а1 = e1 ), получим
QЭФ1 = s0× F1× T14 + QРЕЗ1× (47)
Подставив выражение (47) в выражение (41) получим излучение поглощенное газом
QПОГ. Г. = eГ× s0× F1× T14 + QРЕЗ1× 
× eГ
Результирующий поток, отдаваемый газом оболочке, равен разности между собственным и поглощенным излучением.
QГ, 1 = QСОБ. - QПОГ = eГ× s0× F1× TГ4 - eГ× s0× F1× T14 - QРЕЗ1× eГ (48)
Учитывая, что результирующий поток, отдаваемый газом, равен результирующему потоку, проходящему через оболочку QГ 1 = QРЕЗ 1 и проведяпреобразования уравнения (48) получим
QГ 1 = 
Полученная формула носит название Нуссельта. Она применяется для расчета теплообмена излучением от газа к рекуперативным трубам и регенеративным насадкам.
Позже Г. Л. Поляком была получена формула, дающая более точный результат
QГ 1 = 
.
В этой формуле eГГ и eГ1 - степени черноты
газа при температурах газа и стенки.
21ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН В РАБОЧЕМ
ПРОСТРАНСТВЕ ПЛАМЕННЫХ ПЕЧЕЙ
Этот случай теплообмена в металлургической теплотехнике имеет большое значение, т. к. обработка металлов в печах осуществляется за счёт тепла, передаваемого материалам газами. Однако в процессах лучистого теплообмена принимает участие и футеровка печи, ограничивающая газовый объём. Поэтому можно считать, что в этом случае рассматриваемая система состоит из трех тел. Газовый объём (теплоноситель) - одно тело, обрабатываемый материал - второе тело, футеровка печи - третье тело.
|
|
|
Следовательно, будем рассматривать лучистый теплообмен в системе газ - кладка - материал. Если газ является излучателем, а материал служит теплоприёмником, то несколько своеобразную роль в теплообмене занимает кладка.
|
|
|
