Лучистый теплообмен происходит как между частицами внутри системы, так и вне ее, с окружающими поверхностями. Такие поверхности могут быть и в объеме системы (трубы – охладители, нагреваемый металл). Если газовая фаза содержит еще и газовые компоненты, способные участвовать в лучистом теплообмене, то схема процесса переноса энергии сильно усложняется. К этому следует добавить, что в грубодисперсных средах, наряду с излучением и поглощением, необходимо рассматривать и рассеяние энергии, происходящее за счет отражения и излучения как вперед, так и назад. Рассеянное час-тицей излучение, как правило, является анизотропным. В процес-сах отражения и рассеяния меняется и степень поляризации пада-ющего излучения. В результате изменяются радиационные характеристики частиц.
В принципе для определения поглощательной способности дисперсных систем можно использовать закон Бугера- Бера, и, если в системе есть излучающие газы и твердые частицы, рас-четную формулу можно записатьь в виде
Азп = 1 - exp[-(k г×p с + k п×F×m)× l э .
Здесь k п×F – интегральное эффективное сечение ослабления потока энергии излучения;
m - концентрация твердых частиц;
F – удельная поверхность твердых частиц.
Однако определение этих величин весьма затруднительно, поскольку они зависят от теплопроводности частиц, их размеров и состояния поверхности, температуры как самого потока, так и окружающей среды. Но самое сложное заключатся в том, что они зависят как от ведения основного процесса, так и от подготовительных операций. Так условия образования сажи в факеле определяются
- физико- химическими свойствами топлива (в первом приближении – отношением С/Н) , а также температурой его подогрева;
- соотношением расходов топлива и воздуха в процессе го-рения;
- условиями смешения этих компонентов;
- температурным уровнем процесса горения и давлением в зоне горения.
- при сжигании пылевидного топлива сказывается тонкость его помола.
Для пламен газа и мазута характерна система частиц сажистого углерода малых размеров. Рассеяние на таких частицах пренебрежимо мало по сравнению с поглощением; пламя излучает и поглощает энергию во всех областях спектра абсолютно черного тела. Поэтому, в отличие от трехатомных газов, степень черноты светящегося пламени при большой l э мо-жет быть близка к единице. Тем не менее, расчет А зп и e зп практически невозможен из-за переменности m по ходу факела и из –за других вышеуказанных факторов. И все-таки, в норматив-ном методе расчета котельных агрегатов коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами рекомендуется определять по формуле
kс = 0,03 (2 - aт)[(1,6Тк /1000) – 0,5] С р/ Н р, в которой
a т – коэффициент расхода воздуха;
Тк – температура газов в конце топки, К;
С р / Н р – отношение содержаний углерода и водорода в рабочей массе топлива.
Для газообразного топлива С р/Н р = 0,12 ×S(m ×C mH n )/n .
На основании практических данных можно сказать, что
- при тепловой обработке кусков и деталей однородного материала роль излучения между ними невелика и в технических рачетах не учитывается;
- в плотно упакованном слое доля излучения тем меньше, чем ниже теплопроводность кусков;
- в кипящем слое роль излучения газов, из-за малой величины объемов их между частицами, невелика; излу-чение же между частицами и между частицами и ограничивающими поверхностями значительно уже при средних, для теплотехнических процессов, температурах;
- в средах с горящими кусками кокса лучистая составляю-щая теплообмена может оказаться даже доминирующей.
Точных и надежных рекомендаций по расчету лучистого теплообмена в дисперсных средах пока нет.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.