Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц.

Более простой и надежный метод разработан Шаком, который предлагает следующие уравнения, определяющие излучение газов в среду с температурой 0о К.

Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru (6.53)

Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru (6.54)

В этих формулах р – парциальное давление газа, бар; s – средняя толщина слоя газа, м; Т - средняя температура газов, К.

Анализ уравнений (6.53) и (6.54) показывает, что излучательная способность газов не подчиняется закону Стефана-Больцмана. Так излучательная способность водяных паров пропорциональна Т3, а излучательная способность углекислого газа – Т3,5.

По этим же формулам вычисляется и теплота, поглощаемая газами от излучения стенок канала, но вместо средней температуры газов в них подставляется средняя температура стенок канала.

Количество теплоты, воспринятое стенками канала в результате теплообмена излучением между газом и стенкой, определяется уравнением:

qизл = ε'ст· (qг – qст), (6.55)

где ε'ст – эффективная степень черноты стенок канала;

qг – количество теплоты, излучаемое углекислым газом и водяным паром при средней температуре газов;

qст – количество теплоты, поглощаемое углекислым газом и водяным паром при средней температуре стенок канала;

ε'ст = Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru . (6.56)

Коэффициент теплоотдачи излучением:

Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru (6.57)

Некоторые авторы для практических расчетов излучения газов рекомендуют пользоваться законом четвертых степеней, законом Стефана-Больцмана:

Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru (6.58)

где ε'ст – эффективная степень черноты стенок канала;

Сs = 5,66 Вт/м2·К4 – коэффициент излучения АЧТ.

εг = qг / qs – отношение количества энергии излучения газа к количеству энергии излучения АЧТ и отнесенное к 1 м2 поверхности.

εг = εСО2 + β· εН2О – Δ εг. (6.59)

Величины εСО2, β, εН2О – определяются по графикам.

Δ εг – поправка, учитывающая взаимное поглощение энергии излучения газами.

Для дымовых газов Δ εг = 2 - 4 %.

β - поправочный коэффициент, учитывающий более сильное влияние парциального давления по сравнению с влиянием толщины слоя газа.

ε'г = ε'СО2 + β· ε'Н2О – поглощательная способность газа при средней температуре стенок канала, определяется по тем же графикам.

Эффективная толщина слоя газа s принимается по табл. 29-2, стр.436.

Сложный теплообмен

Обычно передача теплоты от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой происходит через разделительную стенку.

При этом в передаче теплоты одновременно участвуют все виды теплообмена – теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплообмен, учитывающий все виды теплообмена, называют сложным теплообменом.

Количественной характеристикой процесса теплообмена от горячего теплоносителя к стенке и от стенки к холодному теплоносителю является коэффициент теплоотдачи.

α1 = αк1 + αи1; α2 = αк2 + αи2.

Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru

Причем коэффициенты αк1 и αк2 учитывают передачу теплоты теплопроводностью и конвекцией, а αи1 и αи2 – передачу теплоты излучением.

В этом случае уравнение коэффициента теплопередачи для плоской стенки принимает вид: Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц. - student2.ru , Вт/м2 К.

Наши рекомендации