45.Лучистый теплообмен между газами и окружающими их стенками
.
Собственное излучение газов на единицу поверхности за одну секунду
Собственное излучение стенки:
для определения количества тепла,
переданного от не запыленных газов,
чаще пользуются:
- поправка, учитывающая отклонение
лучеиспускания от закона Стефана-Больцмана.
Для запыления газов
.
При расчётах конвективной поверхностей нагрева, когда конвективный теплообмен преобладает над лучистым, принято формулу для подсчёта количества тепла, переданного излучением, представляется в виде:
- коэффициент лучистого теплообмена.
Подставляя вместо
его значение для не запылённых газов:
46.Экраны.
Между двумя поверхностями I и II располагается экран III из тонкой жести. Его температура на передней и задней поверхностях одинакова.
- количество тепла, которым обмениваются
поверхности без экранов.
- обмениваются поверхности I
и II температура экрана
.
Случай I. У всех одинаковый коэффициент излучения.
Приведённый коэффициент излучения:
и
Из этого следует, что:
Получим:
Для n экранов:
Случай II.
Пусть поверхности имеют коэффициент
излучения
,
а экран
.
Приведённый коэффициент излучения в отсутствии экрана:
а между телом и экраном:
получим:
т. о.
47. Сложный теплообмен.
Разделение общего процесса переноса тепла на элементарные явления – теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение – производится в основном из методологических соображений. В действительности же, эти явления протекают в общем случае одновременно и как-то влияют друг на друга.
В практических расчетах разделение таких сложных процессов на элементарные явления не всегда возможно и целесообразно. Обычно результат совокупного действия отдельных элементарных явлений приписывается одному из них, которое и считается главным. Влияние же отдельных явлений сказывается лишь на величине количественной характеристики основного.
Процесс переноса тепла между потоками
излучающего газа и стенкой является
результатом совокупного влияния
конвективного теплообмена и теплового
излучения; это так называемый сложный
теплообмен. Здесь в качестве основного
явления обычно принимается конвекция.
В этом случае количественной характеристикой
процесса является коэффициент теплоотдачи
,
где
- учитывает действие конвекции и
теплопроводности.
Если
- температура газа, а
- температура стенки, то каждой единице
поверхности этой стенки передается
тепло путем соприкосновения
И путем теплового излучения
Суммируя имеем:
;
т. к.
,
то
Если стенка омывается капельной
жидкостью, то
и
.
Теплоотдача
При рассмотрении процесса переноса тепла от нагретого теплоносителя к холодному через твердую стенку задача еще более усложняется. Количественной характеристикой этого процесса является коэффициент теплопередачи K, значение которого определяет количество тепла, переданного в единицу времени от одной жидкости к другой при разности температур между ними в один градус.
Расчетная формула имеет следующий вид:
В зависимости от принятой схемы расчета значения q может быть отнесено к единице длины, единице поверхности или объема. Физическая сторона сложного процесса теплопередачи определяется явлениями теплопроводности, конвекции и излучения, а коэффициент теплоотдачи является лишь количественной характеристикой, чисто расчетной, процесса. Взаимная связь между k, , зависит от формы стенки, отделяющей горячую жидкость от холодной.