![](/user_photo/_userpic.png)
- •Предисловие
- •1. Расчет горения топлива
- •1.1. Расчет рабочей массы топлива
- •1.2. Теплота сгорания топлива
- •1.3. Определение расхода воздуха
- •1.4. Определение выхода и состава продуктов горения
- •1.5. Определение теоретической и действительной температур горения
- •1.6. Расчет горения смеси газов
- •1.7. Расчет горения газомазутной смеси
- •2. Введение в теорию тепломассообмена
- •2.1. Основные определения
- •2.2. Основные законы переноса теплоты
- •2.3. Дифференциальные уравнения теплообмена. Условия однозначности
- •2.4. Использование теории подобия для решения задач теплообмена
- •3. Частные задачи теплообмена
- •3.1. Передача теплоты внутри плоской стенки при граничных условиях 1 рода
- •3.2. Передача теплоты через стенку при граничных условиях III рода
- •3.3. Нестационарная теплопроводность. Нагрев массивного тела при граничных условиях III рода
- •3.4. Пример расчета нагревания массивного тела
- •4. Лучистый теплообмен и расчет параметров внешнего теплообмена
- •4.1. Основные понятия и определения
- •4.2. Основные закономерности излучения
- •4.3. Степень черноты газов
- •4.4. Расчет параметров внешнего теплообмена
- •Библиографический список
- •Содержание
4.3. Степень черноты газов
Излучение газов отличается тремя особенностями:
излучение газов не подчиняется закону Стефана–Больцмана;
в значительном количестве излучают и поглощают трехатомные газы, а также газы с большим числом молекул и в небольшом количестве двухатомные газы с несимметричной молекулой (СО, НСl);
процессы излучения и поглощения газов протекают в объеме;
излучение многоатомных газов - селективное (избирательное), т.е. спектр их излучения несплошной
Степень черноты газов (продуктов сгорания) зависит от их температуры (tг) и парциального давления излучающих газов. В продуктах полного горения излучающими компонентами являются трехатомные газы - пары воды Н2О и диоксид углерода СО2. Парциальное давление излучающих газов определяют из расчета горения топлива. Например, если по расчету в продуктах сгорания содержание излучающих газов составляют СО2=10% и Н2О=15%, то их парциальные давления составят:
Величину эффективной длины пути луча определяют по [3,5] или по формуле:
(123)
где V - объем, заполненный излучающим газом, м3;
F - поверхность всех “стенок”, ограничивающих этот газовый
объем, м2.
Отношение
задают или определяют предварительно
из чертежа аналогичной печи [7].
Далее
определяют произведение
∙Sэфф
и
·Sэфф
и по прил. 7, 8, 9 определяют степень черноты
СО2
и Н2О
по температуре газов в рассматриваемой
зоне рабочего пространства печи [2–5].
Степень черноты газов определится как сумма степени черноты
,
(124)
где
- поправочный коэффициент, определяется
по графикам [3-5].
Расчет
степени черноты газов
смеси H2O
и CO2
можно провести по упрощенной методике
[4,5].
(125)
где
- коэффициент ослабления лучей в смеси,
определяемый
эмпирической формулой.
(126)
где
- суммарное парциальное давление водяного
пара и углекислого газа, МПа;
-
эффективная длина луча, м;
-
температура газа,
.
Применяемая методика согласована с номограммами и правомерна в следующем диапазоне параметров:
(127)
При
светящемся пламени коэффициент К будет
складываться из коэффициентов ослабления
лучей газами
и светящимися частицами
(128)
4.4. Расчет параметров внешнего теплообмена
Расчет внешнего теплообмена сводится к определению приведенного коэффициента излучения: Спеч, Спр или Сгкм, Вт/м2∙К4. При расчете теплообмена в высокотемпературных промышленных печах (t>900oC) определяющим видом переноса теплоты от газов к металлу является излучение (радиация). Раб очее пространство таких печей заполнено газовой средой (продуктами горения), являющейся источником или посредником переноса тепловой энергии. Результирующий тепловой поток к нагреваемому металлу в печах непрерывного действия можно представить как
,
(129)
где
- коэффициент излучения абсолютно
черного
тела;
-
приведенная степень черноты.
Приведенная степень черноты рассчитываемой системы определяется по формуле В.Н. Тимофеева [4]:
(129)
где
- степень развития кладки;
-
степень черноты соответственно металла
и продуктов
горения.
Для печей со сводовым отоплением плоскопламенными горелками слой газов в зонах горения и теплообмена можно принять плоскопараллельным бесконечной протяженности. Тогда эффективная толщина слоя Sэф определяется по формуле:
(124)
Толщина слоя горения принимается в соответствии с рекомендациями [3,4] Н' = 0,05 - 0,1 м. Тогда толщина слоя теплообмена Н", с учетом толщины металла , определяется как:
(125)
где
- расстояние между подом и сводом печи,
м. При сводовом отоплении высоту рабочего
пространства по данным работ [3, 4] можно
принять в пределах 1,0 - 1,4 м.