54.Как расчесать коэффициент теплопередачи излучением между объемом излучающего газа (пылевзвеси) и окружающими его стенками (топочными экранами)?

Газы излучают или поглощают энергию всем своим объемом. Поэтому поглощательная способность газов зависит от плотности и толщины газового слоя: чем больше плотность и толщина слоя газа, тем больше его поглощательная способность.

Одно- и двухатомные газы практически не излучают и не поглощают энергию, т.е. они прозрачны для теплового излучения, для них D=1. Излучают и поглощают тепловую энергию только трех- и более атомные га­ы. Среди них наибольшее практическое значение имеют водяные пары (Н₂О) и углекислый газ (СО₂). Эти газы чаще других встречаются в практике и являются одними из основных компонентов дымовых газов.

Излучение (поглощение) газов носит избирательный характер. Они излучают (поглощают) энергию только определенных длин волн. Исследования показали, что полосы поглощения газов СО₂ и Н₂О частично совпадают. Для водяных паров полосы поглощения шире, чем для СО2, т.е. поглощательная способность и степень черноты Н2О выше, чем С02.

О пытным путем найдены соотношения для расчета излучательной способности СО₂ и Н₂О:

где Р - парциальное давление газа в смеси, l - толщина слоя газа.

Из формул следует, что излучательная способность газов является функцией Рl и Т: Е=f₁ (Рl,Т);А=f₂ (Рl,Т); =f₃(Рl,Т). Эти зависимости приводятся в виде номограмм..

Из E_H2O видно, что для Н₂О влияние Р несколько сильнее, чем l. Поэтому найденное по номограмме необходимо умножить на поправочный множитель , который определяется по рис.

Степень черноты смеси газов определится

где - возникает потому, что часть полос излучения этих газов совпадает. Эта поправка незначительная и составляет не более 2-4%.

Теплообмен_ между газовой средой и поверхностью. В задачах, встречающихся на практике, газ окружен поверхностью, которая излучает и поглощает энергию. Теплоту, которая передается газом, содержащим СО2 и Н₂О, поверхности, можно определить по эмпирической формуле

где - эффективная степень черноты поверхности. Наличие излучающего газа повышает эффективную степень черноты поверхности стенки по сравнению с ее степенью черноты при излучении через прозрачную среду ;А_г - поглощательная способность газа при температуре стенки; определяется по формуле

где

В этих формулах значение находятся из номмограм по температуре стенки. Выражение справедливо, когда длина пути луча в любом направлении одна и та же. Так как в задачах, встречающихся на практике, это далеко не всегда выполняется, то длина пути луча определяется из соотношения

где V - объем газового слоя,F - площадь поверхности стенки. Если теплообмен идет между газовой средой и пучком труб, то длина хода луча определяется по следующим формулам:

если

если

S₁ и S₂-соответственно продольный и поперечный шаги пучка; d-наружный диаметр трубы.

55.Понятие термического сопротивления теплоотдачи, теплопроводности, теплопередачи. Число Био и его смысл.

Термическое сопротивление теплопроводности

Величина называется термическим сопротивлением теплоотдачи, а суммарное термическое сопротивление R_k-термическое сопротивление теплопередачи.

Число Био

Число Био характеризует отношение термического сопротивления переносу теплоты теплопроводностью от середины твердого тела к поверхности к термическому сопротивлению теплоотдачи

Физический смысл числа Био характеризуется соотношением между термическим сопротивлением теплопроводности и теплоотдачи.