Рассмотрим замкнутую серую оболочку с равномерной температурой Т1 и степенью черноты , имеющую внутреннюю поверхность F1.
Внутри оболочки находится «серый» газ с равномерной температурой Тг и степенью черноты . Дымовые газы движутся о дымоходу.
Нужно найти результирующий тепловой поток от газа к оболочке.
Всё эффективное излучение оболочки попадает в газ, но только часть его, пропорциональная Аг (поглощательная способность газа) поглощается.
так как для «серого» газа справедлив закон Кирхгоффа:
Аг= ,
то в соответствии с формулой:
(л. 9,ур. *)
получим, что:
Результирующий поток, отдаваемый газом оболочке, равен разности между собственным и поглощённым излучением, т. е.
.
Следовательно,
(1)
Результирующий поток, отдаваемый газом, равен результирующему потоку, проходящему через оболочку, т. е.
Тогда:
(2)
Формулу (2) называют формулой Нуссельта и её применяют для расчётов лучистого потока от газа к рекуперативным трубам и к регенеративной насадке теплообменника.
|
|
Сложнее вывод формулы Г.Л. Поляка. По его формуле:
(3)
- степень черноты газа при температуре газа;
- степень черноты газа при температуре стенки.
Считается, что формула (3) даёт более точный результат, чем формула (2).
18. Анализ путей интенсификации лучистого теплообмена в пламенных печах.
этот анализ сделаем с помощью формулы (2)
Интенсификация заключается:
1. В увеличение F1, но F1 определяется конструкцией печи и её излучение затруднительно;
2. За счёт снижения Т1, но Т1 определяется технологией, и её снижение ниже технологических значений невозможно.
3. За счёт повышения Тг.
1. Тг может быть повышена выбором оптимального коэффициента расхода воздуха ( -коэффициент избытка воздуха).
для газообразного топлива:
Для жидкого:
Для твёрдого:
2.Использованием дутья, обогащённого кислородом.
- теплоёмкость продуктов горения;
- объём продуктов горения;
- теплота низшая рабочая;
- теплота физическая воздуха;
- теплота физическая топлива.
Этот путь ведёт к снижению
3.Подогрев продуктов горения, т. е. увеличение и .
При этом нужно учитывать, что Тг можно повышать до определённых пределов, определяемых стойкостью футеровки и оборудования.
Увеличение lэфф. также практически невозможно, т.к. оно должно сопровождаться изменением размеров рабочего пространства.
продуктов сгорания, образующихся при сжигании доменного газа, коксодоменных смесей, природного и коксового газов, обычно невелика:
.
Для увеличения применяют карбюрацию топлива, заключающуюся в сжигании (одновременным) с бедным углеводородами топливом небольшого количества топлива богатого углеводородом (мазута или сажи).
|
|
При сжигании мазута с недостатком воздуха происходит крекинг (разложение) углеводородов с выделением большого числа мельчайших частичек (до 10 млн. в 1см3) сажистого углерода с диаметром мкм.
При этом может увеличиваться в 3-4 раза и, следовательно, значительно возрастают радиационные свойства факела (излучательная способность).