+7 (495) 999-47-65
litteh-sale@mail.ru
Корзина пуста
Выбрано 0 шт.
на 0 руб.

4.4.3. Излучение газов

Заявка на звонок Заполните форму:
captcha
Я даю своё согласие на обработку моих персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 года №152-ФЗ «О персональных данных», на условиях и для целей, определенных Политикой конфиденциальности.
Методичка
Глава 1. ГОРЕНИЕ ТОПЛИВА
Глава 2. МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВУЮ
Глава 3. ДВИЖЕНИЕ ГАЗОВ В ПЕЧАХ
Глава 4. ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Глава 5. ОГНЕУПОРНЫЕ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Глава 6. УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО И ЖИДКОГО ТОПЛИВА
Глава 7. СПОСОБЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ ПЕЧИ
Глава 8. ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Глава 9 НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Глава 10. СУШИЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Использованная литература

Одно- и двухатомные присутствующие в атмосфере печей газы  (кислород, водород, моноксид углерода и др.) практически не излучают и не поглощают лучистую энергию.

         Трёхатомные и многоатомные газы могут излучать и поглощать тепловую энергию только определённых интервалах длин волн. Наибольшее практическое значение имеет излучение  и поглощение энергии диоксидом углерода (СО2) и водяным паром (Н2О). Для СО2 существуют три интервала длин волн, поглощаемых и излучаемых этим газом, мкм: 2,2…3,2; 4,01…4,80 и 12,0…16,5. Для Н2О эти интервалы составляют: 2,24…3,27; 4,8…8,5; и 12,0…16,5.        Однако для практических расчётов эти газы считают серыми, степень черноты которых зависит от вида газа, его парциального давления  температуры и эффективной толщины газового слоя.

Исследования показали, что излучение тепловой энергии диоксидом углерода пропорционально Т3,5, а водяным паром – Т3. Однако для упрощения расчётов теплового излучения газов на практике применяют закон Стефана – Больцмана. Погрешность, связанная с допущением о том, что qиг = f(T4), учитывается при вычислении степени черноты газа εг.

            Вычисление степени черноты газов

         Как отмечалось выше, степень черноты газа зависит от его температуры, парциального давления и средне длины пути луча. Температура газа обычно известна. Парциальное давление газа определяют, зная состав продуктов горения. Так, например, если в составе продуктов горения содержится 10% СО2 и 20% Н2О, то их парциальные давления равны:

   ∑F-  суммарная площадь ограничивающих его поверхностей.

Произведение парциального давления газа на среднюю длину луча рsэф. используют для нахождения по номограммам (рис. 4.11.,а и б) степени черноты   и условной степени черноты водяного пара. Действительное значение степени черноты водяного пара получают, умножив   на поправку η. Значение этой поправки находят по номограмме (рис. 4.12).

Значения коэффициента излучения, полученные рассмотренным методом, используют  для приближённого расчёта величины теплового потока от газа к нагреваемому в печи металлу по формуле Тимофеева В.Н.

В практических расчётах бывает удобно записывать уравнение теплового потока от  газа к металлу в форме аналогичной потоку тепла, передаваемого стенке конвекцией:

Повторим, что αиявляется искусственной величиной, вводимой для единообразия формул, выражающих три различных вида тепловых потоков – теплопроводность, конвекцию и излучение.

 

       Теплопередача излучением и конвекцией

При наличии разности температур между газом и ограничивающими его поверхностями практически всегда наряду с излучением происходит конвективный перенос. Суммарный тепловой поток будет равен:

Величину  называют суммарным коэффициентом теплопередачи.

Уравнение (4.44) удобно использовать в практических расчётах, однако, следует помнить, что  является искусственной величиной, состоящей из двух слагаемых. Первое слагаемое существенно возрастает  с увеличением температуры, а второе от неё мало зависит.

Рассмотрим передачу тепла от одной газовой фазы к другой через стенку площадью F1 (рис. 4.13.), используя уравнение (4.44).

Учитывая равенство потоков при стационарном режиме, можно записать:

Здесь уместно напомнить, что термин «теплоотдача» применим к конкретной ступени передачи  тепла, например, от газа к стенке, от стенки к газу и т.п. Термин «теплопередача» относится к более сложному, многоступенчатому процессу, например газ  - стенка – газ.
    Многоступенчатые процессы теплопередачи, состоящие из теплопроводности, изучения и конвекции  характерны для плавильных печей. Расчёт таких сложных процессов усугубляется тем, что тела и поверхности, образующие конструкцию печи, имеют сложную форму со скруглениями, уклонами, отверстиями и др. Такие расчёты проводятся с использованием компьютерных программ, основанных на  методе конечных элементов.