Зональный метод расчета теплообмена излучением

Чия резольвентного зонального метода расчета теплообмена излучением. [c.190]

Зональный метод расчета теплообмена излучением [c.224]

Будем рассматривать систему алгебраических уравнений, составленную относительно Е°т, и iB качестве исходной для построения зонального метода расчета теплообмена излучением. Эта система, как видно, состоит из п уравнений и содержит 2п переменных величин п переменных °r,j и п переменных E°pf, j). По условию п переменных (в любой комбинации) задаются, а остальные п плотностей излучения являются искомыми и определяются из решения (8-2). [c.227]

Определенный интерес представляет попытка построения приближенного теоретического расчета топок а основе зонального метода расчета теплообмена излучением, предпринятая Н. А. Рубцовым. Основная идея подобных расчетов сводится к совместному рассмотрению уравнений теплообмена, составленных для каждой из выделенных в топочном пространстве зон, а также соответствующих (по номеру зоны) балансных топочных уравнений, связывающих эффекты результирующих тепловыделений по зонам с суммарным тепловыделением от сгорания топлива в слое и факеле. В соответствии с обозначениями выделенных изотермических зон в слоевой топке (1—экран, 2 — обмуровка, 3 — факел, 4 — слой горящего топлива) например, указанные уравнения могут быть расписаны в следующем виде [c.551]

Как уже указывалось, разработка методов, определяющих результирующие тепловые потоки и температуру поверхностей нагрева в отдельных зонах топочных камер, в настоящее время находится на начальном этапе. Из литературы известен ряд попыток построения зональных методов расчета теплообмена излучением в топочных камерах [27, 60—64]. [c.73]

Таким образом, квадратурный метод расчета теплообмена излучением позволяет определять локальные значения плотностей различных видов. излучения вначале в выбранных точках системы, а затем и в любой ее точке, минуя зональную аппроксимацию. При этом задача сводится к решению алгебраической системы уравнений, число которых равно числу выбранных точек. [c.252]

Для совершенствования методов расчета теплообмена в топках, а также анализа условий горения и теплообмена в первую очередь необходимо располагать данными о характеристиках теплового излучения, связанных с особенностями сжигания топлива в топочных камерах различных конструкций. Учитывая селективные радиационные свойства пламени и загрязненных экранных поверхностей нагрева, в первую очередь необходимо иметь данные о спектральных радиационных характеристиках топки в реальных условиях работы агрегатов. Особенно необходимы эти данные для разработок и использования зональных методов расчета теплообмена в топках. [c.140]

Наибольшее практическое применение в теплотехнике и теплоэнергетике получили зональные методы расчета радиационного теплообмена для определения средних плотностей излучения. Однако, несмотря на свое развитие и широкое распространение, зональные методы не лишены недостатков, затрудняющих в ряде случаев их практическое использование. [c.223]

Отмеченные положительные особенности системы уравнений (8-2) позволяют использовать ее для построения более общего и точного зонального метода расчета радиационного теплообмена, учитывающего селективность излучения, анизотропию объемного и поверхностного рассеяния, неравномерность обобщенных плотностей излучения и оптических параметров по зонам и дающего возможность более правильно определить оптические свойства объемных зон. Естественно, что расчетные трудности при использовании этого метода будут большими, однако точность его результатов существенно возрастет. Следует отметить также, что структура системы уравнений (8-2) позволяет провести общий анализ точности зонального метода. [c.227]

Как отмечалось в гл. 8, большое практическое применение получили зональные методы расчета радиационного теплообмена, основанные на алгебраической аппроксимации интегральных уравнений теплообмена излучением. Естественно, что точность этих методов возрастает с увеличением числа зон, на которые разбивается излучающая система, но одновременно с этим усложняется и разрешающая система алгебраических уравнений, что существенно затрудняет ее решение. Поэтому дальнейший прогресс в использовании методов алгебраического приближения зависит от нахождения эффективных средств решения систем алгебраических уравнений. [c.281]

Приложения зонального метода к расчету теплообмена излучением между несколькими серыми телами [c.503]

Использование упрощенного зонального метода, описанного в гл. 4, ограничено из-за предположения о постоянстве плотности потока эффективного излучения по поверхности каждой зоны. В то же время, если расстояние между зонами мало по сравнению с их размерами, то величина плотности потока эффективного излучения будет изменяться по поверхности каждой зоны. Если этого не учитывать, то расчет теплообмена излучением может быть ошибочным. Во многих прикладных задачах точный расчет теплообмена излучением играет важную роль. К их числу можно отнести теплообмен излучением, связанный с обеспечением теплового режима космических аппаратов отвод тепла от энергетических установок космических кораблей излучение поверхностей, которые нельзя считать гладкими из-за наличия углублений, отверстий, канавок и т. п. разработку моделей черных тел. Поэтому в данной главе предположение [c.195]

За 10 лет, прошедших со времени издания этой книги, в области лучистого теплообмена проведено много новых исследований выполнены расчеты взаимного лучистого теплообмена между объемами и между объемом и поверхностью, что позволяет построить более совершенную, по существу законченную, теорию взаимного лучистого теплообмена между телами исследованы расчеты излучения газов при неравновесных температурах, а также изучено селективное излучение значительно продвинулась вперед разработка методов расчета лучистого теплообмена промышленных агрегатов освоено применение зонального метода расчета лучистого теплообмена к промышленным агрегатам с движущейся средой и т. д. [c.8]

Адриановым [62] предложено обобщенное интегральное уравнение радиационного теплообмена, эквивалентное двум вышеупомянутым интегральным уравнениям, использованных в работе [60]. Это уравнение описывает теплообмен точки с ее окружением, которая может находиться как в объеме излучающей среды, так и на ограничивающей его поверхности. На его основе Адриановым предложен зональный метод расчета лучистого теплообмена, который в принципе аналогичен методу [60]. Однако в отличие от других зональных методов расчета он позволяет приближенно учесть непостоянство температуры и эмиссионных характеристик в пределах каждой зоны, что приводит к увеличению точности расчета при одинаковом числе зон. В работе [64] рассмотрена возможность построения зонального метода при селективно-сером излучении. Известны отдельные попытки применения зонального метода к расчету лучистого теплообмена в топочной камере [66], а также к анализу топочного процесса [65, 67] или отдельных его элементов [68]. [c.74]

Наряду с дифференциальными важное место занимают также интегральные методы исследования радиационного теплообмена, основанные на интегральных уравнениях теплообмена излучением. Исходя из (3-18) и (3-20), путем соответствующего интегрирования можно получить систему интегральных уравнений, описывающую процессы радиационного теплообмена и имеющую большое теоретическое и практическое значение. На основе интегральных уравнений были решены различные задачи радиационного теплообмена в системах с диатермической (прозрачной) и ослабляющей средой. Роль интегральных уравнений радиационного теплообмена существенно возрастает при исследованиях переноса в излучающих системах сложной геометрической конфигурации. Например, широко применяемые при расчетах радиационного теплообмена зональные методы являются алгебраической аппроксимацией интегральных уравнений теплообмена излучением и позволяют производить расчеты в излучающих системах любой сложности. [c.189]

Расчет проводится методом итераций. Критерием правильности зонального теплового расчета топки является степень согласования рассчитанной по этому методу температуры газов на выходе из топки с температурой, определенной при расчете суммарного теплообмена в топке. Допустимые расхождения между этими величинами не должны превышать + 30 К- Корректировка расчета производится путем соответствующего изменения распределения тепловыделения по высоте топки. Теплообмен излучением между соседними объемными зонами учитывается специальными коэффициентами % и орг, характеризующими радиационный перенос энергии из объемной зоны i в ниже- и вышерасположенные объемные зоны. Опыт использования зонального метода [56] показывает его достаточно высокую точность. Другие зональные методы находятся пока Б стадии становления. [c.206]

Вначале рассмотрим возможности уточнения и обобщения зонального метода расчета теплообмена излучением для классического подхода, когда епосредст-венной алгебраической аппроксимации подвергается исходное интегральное уравнение теплообмена излучением. [c.224]

Много важных технических задач было решено при помощи разработанного Ю. А. Суриновым [50, 51 ] зонального метода расчета теплообмена излучением. Температура объемных зон определяется в этом методе путем решения системы нелинейных алгебраических. уравнений. В развитие этого метода Ю. А. Суриновым [52, 53 , был разработан обобщенный итерационно-зональный метод,, позволивший значительно повысить точность расчетов. [c.206]

Приведенные результаты составляют главное содержание зонального метода расчета теплообмена излучением в поглощающих средах, разработанного Ю. А. Суриновым. [c.538]

Селективно-серое приближение. В связи с широким развитием зональных методов расчета теплообмена в огневых камерах X, Хоттелем [75] и, Дж. Биром [63] была разработана и обоснована модель селективно-серого приближения для учета селективных свойств топочных газов в расчетах переноса энергии излучения. Сущность метода состоит в том, что реальный, селективно-нзлучающий газ условно заменяется смесью нескольких серых газов с постоянными и не зависящими от температуры коэффициентами поглощения OLi. [c.36]

В 1953 г. Суриновым был предло/]>он зональный метод расчета теплообмена в топочных камерах [60], основывающийся на двух интегральных уравнениях, описывающих теплообмен излучением элемента, находящегося в объеме топочной камеры или на ограничивающей его поверхностн. Согласно этому методу топка разбивается на т объемных и п поверхностных зон. При этом предполагается, что в пределах зоны температура, а такл е излучательные характеристики среды и поверхностей постоянны. Общий подход к решению рассматриваемой задачи по Суринову заключается в следующем. Записывается выраи енис для результирующего излучения -й зоны, которое имеет вид [c.73]

Значительное упрощение в решении задач лучистого теплообмена получается в результате применения зонального метода расчета. Сущность этого метода заключается в том, что излучающую систему paздe ляют на отдельные зоны паверхности, а в случае поглощающей и излучающей среды и на объемные зоны. Принимается, о для каждой зоны поверхности поглощательные способности, температуры и плотности отраженного (или эффективного) излучения одинаковы во всех точках поверхности. Для объемных зон принимают постоянными в объеме зоны коэффициенты поглощения среды и температуры. Задачу обычно решают для нерассеивающей-среды с допущением справедливости закона Ламберта для собственного и отраженного излучений поверхности. Неточности, которые возникают в результате принятых допущений, уменьшаются при увеличении числа зон, на которые разделена излучающая система. Однако увеличение числа зон значительно увеличивает объем необходимых расчетов. В пределе при дроблении системы на бесконечное число бесконечно малых элементов решение получается совершенно точным, а уравнения зонального метода переходят при этом в интегральные. [c.197]

Разработка общей теории зонального метода расчета началась с 1935 г. В статье Г. Л. Поляка [112] решение задачи зональным методом строилось на основе системы уравнений, в которых в качестве неизвестных и заданных величин приняты плотности результирующего и собственного излучений. В статье В. Н. Тимофеева [113] зональный метод рассмотрен на основе системы уравнений, в которых в качестве неизвестных взяты величины эффективного излучения. Наиболее полно,основы зонального метода расчета лучистого теплообмена рассмотрены в работах Ю. А. Суринова [70 114—124], который рассматривает зональный метод как частный случай расчета с помощью интегральных уравнений. Приводимое ниже описание зонального метода расчета лучистого теплообмена сделано на основе работ Ю. А. Суринова. [c.201]

Из-за чрезвычайно больших трудностей, возникающих при решении топочной задачи, в большинстве работ она рассматривается в упрощенной постановке. Главное упрощение заключается в том, что вместо системы уравнений, описывающей теплообмен в топочной камере, рассматриваются лишь уравнения теплообмена излучением в интегральной форме. Незамкнутость такого описания топочного процесса аннулируется путем задания в качестве граничных условий ряда величин, которые в действительности являются функциями рассматриваемого процесса. Такой подход приводит к тому, что его результаты затруднительно использовать для расчета теплообмена в реальных топочных устройствах. Как известно, основной базой зональных методов расчета являются интегральные уравнения радиационного теплообмена, которые с помощью их алгебраической аппроксимации приводятся к системе алгебраических уравнений. [c.73]

При таком подходе к задаче представляется возможным значительно повысить точность численного определения различных характеристик излучения без увеличения числа зон, в то время как при чисто зональном методе это может быть достигнуто только за счет увеличения числа зон. В этом отношении весьма интересными и перспективными представляются работы В. Н. Адрианова [3, 4],. в которых показана возможность повышения точности расчета локальных и усредненных характеристик радиационного теплообмена путем учета с помощью коэффициентов распределения оптических и термических неоднородностей внутри зо%. Более полное использование математического обеспечения современных ЭВМ возможно, как показал С. Д. Детков [19], при матричном способе решения систем зональных уравнений радиационного теплообмена. [c.206]

Применительно к печам нефтегазоперерабатывающей промышленности дальнейшее развитие метода А. Э. Клекля связано с работами В. М. Седелкина. Так, в работе В. М. Седелкина и А. В. Паи-мова [47 ] предложена достаточно универсальная методика расчета на основе метода Монте-Карло зональных оптико-геометрических характеристик излучения. С помощью разработанной методики представляется возможным проводить расчеты взаимного радиационного теплообмена с учетом сложной геометрии рабочего пространства печи и факела, наличия экранной поверхности нагрева, переменности оптических свойств среды по ходу луча, селективности излучения объемных и поверхностных зон. [c.210]

Дальнейшее развитие зональный метод получил в работах В. Г. Лисиенко и его сотрудников [32, 33]. В этих работах с учетом специфических особенностей теплообмена в металлургических печах разработана зональная методика расчета, достаточно полно отражающая влияние на условия переноса энергии основных режимных параметров и особенностей конструкции различных типов печей, В разработанной математической модели процесса учитываются селективные радиационные свойства как самого факела, так и поверхностей металла и кладки применительно к системе уравнений для собственного излучения. Разработаны и усовершенствованы методы математического моделирования] условий теплообмена в сталеплавильных, нагревательных и "стекловаренных печах с учетом селективных свойств газов, огнеупорной кладки и материала. Предложен оригинальный подход и получены ценные практические результаты при решении сопряженной задачи внешнего теплообмена с учетом нагрева массивного металла. В рамках разработанных моделей представляется возможным непосредственно учитывать влияние на теплообмен в пламенных печах таких важных факторов, как настильность и длина факела, а также его светимость и селективность радиационных характеристик. [c.211]

Определение коэффициентов взаимного лучистого теплообмена между поверхностью и объемом и между объемами представляет большой интерес с точки зрения задач расчета лучистого теплообмена зональным методом. Эти коэффициенты для серого излучения можно определить непооредственным интегрированием по формулам (4-164) и (4-180). В гл. 4 было показано, что их можно выразить через обобщенные взаимные поверхности между поверхностями. Это обстоятельство во многих слу-,чаях может сильно облегчить расчет коэффициентов взаимного лучистого теплообмена. [c.189]

О методе зонального расчета лучистого теплообмена в топочной камере.— Изв. АН СССР , ОТН, 1953, № 7. О некоторых вопросах теории переноса излучения и лучистого теплообмена в поглощающей среде.— ДАН СССР, 19Б8, т. 123, № 5. Об основных методах современной теории лучистого теплообмена.— В сб. Проблемы энергетики . М., Изд-во АН СССР, 1959. О приближенных аналитических методах теории лучистого теплообмена в поглощающей среде,— Изв. Вузов , Физика. 1960, № 3. [c.554]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...