Оглавление:
Коэффициент теплообмена при тепловом излучении
- Часто теплообмен осуществляется одновременно за счет конвекции и излучения. Если лучистая теплопередача происходит между твердыми телами, ни один из этих методов теплопередачи не будет мешать другим методам. Если теплообмен происходит между газом и твердой стенкой, то метод радиационного теплообмена и метод конвективного теплообмена влияют друг на друга, но очень трудно рассчитать этот эффект.
Обычно количество тепла, передаваемого конвекцией и излучением, определяется и суммируется отдельно. Поскольку конвективный теплообмен выражается через коэффициенты теплопередачи, часто удобно ввести коэффициент теплопередачи лучистого тепла ag и определить его как частное от деления теплового потока q на температурный напор. = (1⁴ ’ 3⁸） 1112. В отличие от коэффициента конвективного теплообмена, а очень сильно зависит от температуры tx и t2. Значение функции температуры cl, t₂) = Т * — t⁴ 112. В следующей таблице приведены различия между этими двумя моделями.
В системах, не находящихся в состоянии термодинамического равновесия, например, в движущемся газе, может применяться приближение локального равновесия, в котором считается, что соотношения равновесной термодинамики выполняются локально в каждой точке системы. Людмила Фирмаль
14-2. В таких случаях (где t — это Т₂ и не так сильно отличается), температура функции f (tᵤt₂) ^4Т3, где т = (1 + т₂) / 2. Системная чернота e]_, постоянная Стефана-Больцмана o и угловой коэффициент f _. Значение рассматриваемого коэффициента значительно возрастает с увеличением температуры. Для Значение °c −273 — 200 — 100 0100200300 — 273 0. — −200 0. 003890 0. 01556 — 100 0. 05178 0. 08674 0. 2071 0 0. 2032 0. 2763 0. 4659 0. 814 100 0. 5190 0. 6442 0. 9230 1. 380 2. 076 200 1, 053 1, 25139 1, 6225 3, 070 4, 233 300 1. 881 2. 155 2. 673 3. 408 4. 422 5. 77 7. 53 400 3. 048 3. 4194. 0×54. 99 6. 19 7. 75 9. 73 500 4. 619 5. 100 5. 936 7. 03 8. 44 10. 23 12. 46 600 грамм. 653 7. 260 8. 285 9. 59 11. 30 13. 27 15. 77 700 9. 212 9. 959 11. 19 12. 72 14. 62 16. 92 19.
71 800 12. 35 13. 26 14. 72 16. 50 18. 66 21. 26 24. 36 900 16. 14 17. 20 18. 91 20. 97 23. 42 29. 76 1000 20. 63 21. 88 23. 87 26. 21 28. 96 32. 20 35. 98 1 200 31. 77 33. 49 31. 06 39. 18 42. 60 46. 58 51. 2 1400 4675 48. 79 57. 04 56. 0 60. 9 64. 9 70. 3 1600 65. 39 68 15 72. 16 76. 9 81. 9 87. 5 93. 8 1 800 88. 70 92. 07 96. 91 102. 5 108. 6 115. 1 122. 4 Пример 14-3. Стенки печей современных паровых котлов защищены охлаждающими трубами, которые поглощают тепло, исходящее от пламени и снижают температуру. Кипя вода боилера пара обеспечивает циркуляцию в этих pipes. An возникает интересный вопрос.
Как разделить общую поверхность нагрева на часть, поглощающую лучистое тепло, и часть, поглощающую конвективное тепло, чтобы производительность пара на единицу площади поверхности нагрева была максимальной? Для решения этой задачи необходимо определить значение коэффициента теплоотдачи поверхности, поглощающей лучистое тепло, и конвективного тепла. Предположим, что диаметр трубы котла составляет 50 мм. Расположите трубы, поглощающие конвективное тепло, в треугольнике с одной стороной 100 мм (см. Рис. 14-16).
Скорость движения дымовых газов при встрече с пучком этих труб составляет 4, 5 м в секунду. Газ содержит 14%углекислого газа и 7% водяного пара. Температура поверхности трубы составляет 315°c Поглощение тепла трубой поверхности излучения определяется по формуле (14-37). Площадь поверхности d отрезка трубы длиной 1 метр равна f $ (s-расстояние между трубами). Коэффициент теплопередачи излучения определяется путем деления количества теплоты q на разность между площадью поверхности трубы и температурой пламени tf и температурой поверхности tw трубы. T⁴f-twarwar — ^ d ’ tf-t ^• Предположим, что p = 1 и bn = 0. 94, потому что печь большая.
- То есть используйте те же числа, что и в предыдущем примере. 0. 94-0. 88-2-4. 96-10″⁸h / (1 370 + 273) ⁴ — (315 + 273) ⁴ » g » to * 1 370-315′ = 178 ккал! Мг> час. Таблица 14-2 Коэффициент передачи лучистого тепла 400500600700800900 10000 1200 1400 1600 1800 1800 12. 19 15. 19 18. 48 18. 79 22. 38 26. 61 23: 26. 96 в 31. 55 38. 84 28. 01 32. 29 37. 29 42. 93 49. 5 Описание: 33. 76 38. 41 43. 75 49. 85 56. 8 64. 6 40. 35 45. 38 51. 10 57. 6 65. 0 73. 3 82. 6 56. 3 62. 2 68. 8 76. 3 84. 6 93. 3 104. 1 127. 8 76. 3 83. 1 90. 7 99. 1 108. 5 119. 0 130. 2 156. 3 187. 2 100. 9 108. 6 117. 3 126. 8 137. 3 118. 9 161. 2 190. 0 223. 6 213 130. 4 139. 4 149. 0 159. 7 171. 4 184 198. 0 229. 0 266. 0 308 356. 0 .
Принимая отношение s / d-расстояние между трубами и другие значения температуры пламени Г / / между трубами, можно найти соответствующее значение коэффициента a, используя диаграмму на рисунке. 14-16. 、 Рис. 14-16. Проведено сравнение коэффициента радиационного теплообмена и коэффициента конвективного теплообмена в зависимости от температуры. Далее определим значение коэффициента теплоотдачи ab для трубы, очищенной дымовым газом. Величина этого коэффициента представляет собой сумму излучения и теплопередачи при конвекции gas.
Все они носят название термодинамических параметров (величин). Классическая термодинамика изучает связи термодинамических параметров между собой и с физическими величинами, вводимыми в рассмотрение в других разделах физики. Людмила Фирмаль
To определяя тепловое излучение углекислого газа и воды в дымовом газе, необходимо знать эквивалентный радиус газового слоя. Со стола. 13-4 для данного расположения труб： £ₑ= 3 (s-d) = 3 (0, l-0, 05) = 0, 15 м. Если общее давление составляет 1 атм, то парциальное давление углекислого газа составляет Р = 0, 14 АТМ. Отсюда п£в = 0, 021 м-на. Установите температуру газа на 980°С. Из графика на рисунке 13 -: 18 видно, что чернота углекислого газа при 980°с равна exog = 0, 06 и 315°С соответственно.
Степень черноты стенок трубы 6w = 0, 8; следовательно, согласно формуле (14-23), степень уменьшения черноты в системе при 980°c составляет 0, 8-0, 048 = 0, 048, а при 315 ° c она составляет 0, 8-0, 155 = 0, 044. Здесь Формула (‘1 * 4-22) используется для определения теплового потока от выделения углекислого газа. 7c₀₀ = 4, 96 * 10 — ⁸ •0. 048（980 + 273） ‘-4. 96-10- ⁸ * 0. 044 (315-f-273) * = = 5600 ккал / мг-ч. Для пара парциальное давление составляет Р = 0, 07 атм. Поэтому, plₑ= 0. 0105 м на. Из рисунка 13-19 на небольшой диаграмме получаем коэффициент уменьшения pp = ^ no at и pll = = 0. 0105 m at/ = 0. 67. Результат показывает черноту водяного пара при 980°С » n 0 = 0. 0176 и 315°ceno= 0. 0481.
Здесь мы определяем значение степени уменьшения черноты в системе:0. 8-0. 0176 = 0. 0140 и 0, 8-0. 0481 = 0. 0385. Поэтому тепловой поток обусловлен выделением водяного пара、 = 4, 96•10 — ⁸ — 0, 0140 (980-f-273) ⁴ −4, 96•10- ⁸ * 0, 0385 (315-f-273) 1= = 1486, 7 ккал}м2 ′ ч. Таким образом, суммарный тепловой поток за счет газовыделения выглядит следующим образом: 5 Жо 4-1486. 7 = 7086, 7 ккал / м2^и коэффициент лучистой теплопередачи газа 7086. 7 = 93q _ _ _ gig = yu, 6 ккал! Ч ’ м2-град. Коэффициент конвективного теплообмена рассчитывается по формуле (9-28) и данным, приведенным в таблице. 9-3. ： а = 39, 7 ккал [м2-ч-град.
Итак, суммарный коэффициент теплопередачи поверхности, очищенной газом при температуре 980 ° С, выглядит следующим образом: Хорошие новости для 14 ′ 39. 7 = 50. 3 kcaldi2-h•. Остальные значения температуры определяются с помощью графика, приведенного на рисунке. 14-16. Сравнение значений ag и нижнего графика, приведенного на фиг.
14-16, показывает, что коэффициент теплопередачи газомытой поверхности выше облученной поверхности только в том случае, если sld (расстояние между трубой и диаметром трубы) очень мало и температура газа меньше 980°С. Поэтому, если позволяют другие условия (например, трудность горения), целесообразно выложить всю внутреннюю поверхность печи с охлаждающими трубами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга.
Смотрите также:
| Лучистый теплообмен внутри замкнутой поверхности | Погрешность, обусловленная излучением при измерениях температуры |
| Лучеиспускание факела | Пирометрия |
