Теплообмен в пламенном пространстве

Теплообмен в пламенном пространстве [c.56]

Расчет вращающ,ейся цементообжигательной печи охватывает расчеты по теплообмену в пламенном пространстве, нагреваемом материале и кладке, с учетом условий вращения и конструкции печи. [c.144]

Сообразно с этим автором [145, 1431 был рассмотрен теплообмен в замкнутом пространстве при наличии в нем частично луче-прозрачного пламени (факела) цилиндрической формы и нескольких зон кладки. Предложенная им формула [c.239]

Методика расчета теплообмена в пламенном пространстве печи в условиях равномерно распределенных лучистых потоков от факела при равномерной степени черноты газов, заполняющих пламенное пространство, впервые предложена В. Н. Тимофеевым. Метод заключается в составлении общего баланса энергии каждой поверхности, участвующей в теплообмене излучением в рабочей камере. [c.57]

Согласно второму закону термодинамики, движущей силой теплообменных процессов является разность потенциалов — температур. В рабочем пространстве печей устанавливается весьма сложное поле температур в пламени, на поверхности кладки, на поверхности нагрева. [c.19]

Рассмотрим сначала теплообмен в рабочей камере пламенной печи, в которой тепло из газового пространства передается нагреваемому материалу. От интенсивности этого процесса зависит производительность печи. [c.203]

При теплообмене излучением в рабочей камере с большим пламенным пространством лучистые потоки от факела могут быть равномерно распределены (вращаюш аяся печь для обжига цементного клинкера, горшковая стекловаренная печь) или преимущественно направлены на нагреваемый материал — направленный прямой теплообмен (ванные стекловаренные печи) или на кладку — косвенный теплообмен . [c.57]

Неблагоприятное влияние увеличений высоты пламенного пространства на интенсивность излучения пламени в сторону поверхности нагрева при направленном прямом теплообмене меньше, чем при равномерно распределенном режиме, так как основное значение имеет уже не общая толщина слоя газов, а толщина части слоя, имеющая максимальную температуру и степень черноты. [c.61]

В печах, в которых превалирует лучистый теплообмен, при желании развить максимальные температуры в пламенных печах топливо сжигают в самом пламенном пространстве. Быстрое сжигание топлива влечет за собой резкий подъем, а затем резкое снижение температуры в печи. Прн постепенном сжигании топлива с получением светящегося пламени распределение температур равномернее, причем температура отходящих газов обычно ниже, чем при быстром сжигании (рис. 16). [c.61]

В условиях действия теплотехнического принципа излучающего факела рабочее пространство ВТУ заполнено излучающе-поглощающим движущимся газом (например, в топливных печах с открытым пламенем). Математическая модель внешнего теплообмена должна учитывать в общем случае радиационно-конвективный теплообмен и тепловыделение при горении. [c.74]

Теплообмен излучением в системе из трех тел. Система, состоящая из двух твердых тел, образующих замкнутое пространство, заполненное излучающим газом, на практике встречается весьма часто в виде пламенных печей различного технологического назначения, в которых всегда имеется кладка, нагреваемый (или расплавляемый) металл и раскаленные продукты сгорания топлива, излучающие тепло на металл и стенки. Обозначив со- [c.98]

Подогрев воздуха, расходуемого на горение, является весьма эффективным средством повышения энергетического к. п. д. высокотемпературного печного агрегата. В печах с невысокой температурой рабочего пространства подогрев воздуха сочетают с рециркуляцией дымовых газов. Теплообмен интенсифицируют и другими средствами. В последнее время применяют плоско-пламенные газовые горелки, обеспечивающие сгорание газа с небольшим избытком воздуха в непосредственной близости от плоскости сводов нагревательных печей (горелки устанавливают на плоских сводах), в результате чего кладка нагревается до высоких температур, при которых нагреваемый металл интенсивно излучает тепло. Применяют также панельные горелки, излучающие, чашечные и высокоскоростные горелки со скоростью истечения до 200 м/сек и более в нормальных направлениях к нагреваемым изделиям, и др. Кроме этого, используют также промежуточный мелкозернистый теплоноситель в кипящем слое, что не только увеличивает теплоотдачу, но и создает условия для безокислительного нагрева металла. Внедряют циклонный способ нагрева и плавления дисперсных мелкозернистых и мелко-измельченных материалов. В циклонных агрегатах используют аэродинамические особенности их, позволяющие вести сжигание газа 6 [c.6]

Расчеты теплообмена в пламенном пространстве печи позволяют установить зависимость количества тепла, передаваемого нагреваемым материалом, от различных факторов, в частности от размеров отдельных частей пламенного пространства и размеров, положения и свойств факела. Расчет теплообмена в пламенном пространстве чрезвычайно сложен. Степень черноты и температура факела пламе-ни а также и температура кладки неравномерны. Факел не имеет правильной геометрической формы. В теплообмене участвуют слои газов, находящиеся между факелом, кладкой и материалом. Трудно учитывается и геометрический фактор (угловые коэффициенты) теплообмена между материалом, факелом и кладкой. [c.56]

Печные установки предназначены в основном для ведения высокотемпературных процессов, сопровождаю-щ,ихся изменением физико-химических свойств материала. Схемы и конструктивное оформление печных установок определяются технологическими процессами, которые должны в них осуществляться. В высокотемпературных зонах печей, как это разъяснено выше, эффективно используются факторы, обусловливающие интенсивную передачу тепла лучеишусканием, т. е. повышение температуры рабочего пространства, повышение толщины газового слоя, /парциальных да1влений СО2 и Н2О и светимости пламени. Все эти условия должны быть созданы в печах, использующих глав)ным образом лучистый теплообмен в ванных печах для плавления стали, стекла и других материалов, выпускаемых в жид-180 [c.180]

Как видно из изложенного, особенности лучистого и конвективного теплообменов требуют различных условий для оптимальной теплоотдачи, поэтому современные печные установки, чтобы в максимальной степени использовать все возможности интенсивной теплоотдачи, во многих случаях конструируют как двухстадийные в области высоких температур— с соблюдением условий, необходимых для интенсификации теплообмена лучеиспусканием, т. е. с развитым пламенным пространством, а в области невысоких температур для газов, покидаюш,их пламенное пространство,— с развитие условий для интенсивной конвективной теплоотдачи (с П01вышенными скоростями газов в узких каналах для прохода их между изделиями или трубными пучками. Так сконструираваны, например, мартеновские печи, где зона высоких температур выполнена как пламенное рабочее пространство и где тепло передается шихте и расплавленной ванне лучеиспусканием при наивысших температурах, которые может выдержать кладка печи, а зона пониженных температур выполнена в виде тесно уложенной насадки регенератора (рис. 5-3,а) для использования тепла уходящих из пламенного пространства газов. При этом насадка может быть сделана так, что в верхней части ее, где газы все еще имеют температуру выше 1 000° С и где теплоотдача лучеиспусканием еще может играть существенную роль, каналы в насадке имеют большие размеры, а в нижних ее частях, где основную роль играет конвективная теплоотдача, — меньшие размеры. [c.184]

М. А. Глинков и Е. А. Капустин [151], применяя обычный метод расчета излучения в замкнутом пространстве, основанный на использовании эффективного излучения, рассмотрели влияние на теплообмен наличия относительно холодного слоя газов, расположенного под слоем пламени. Как и следовало ожидать, прослойка относительно холодного газа между пламенем и поверхностью нагрева ухудшает условия теплообмена, снижая результирующий поток на поверхность нагрева. [c.232]

Этот способ рассчитан на высокую интенсивность теплоо б-мена в рабочем пространстве мартеновской печи. К концу плавки жидкая сталь разогревается до температуры, весьма близкой к средней температуре печи, и берет от шлака сравнительно немного тепла. При существующих в печи температурных условиях теплообмен между металл01м, шлаком и внутренней поверхностью футеровки печи происходит во много раз быстрее, чем между этими элементами и окружающей средой через массивную футеровку печи. Опыт показывает, что если при нормально разогретой печи выключить подачу горючего и воздуха, то в ней быстро устанавливается тепловое равновесие. В течение 15—20 сек. шлак достигает температуры металла (в котором сосредоточена основная масса тепла печи). В тоже время температуры свода и шлака выравниваются путем теплообмена излучением (в дальнейшем равновесие нарушается вследствие неравномергой теплоотдачи в окружающую среду). Таким образом, после выключения пламени в течение некоторого периода времени рабочее пространство печи ивлучает, как черное тело [82]. [c.403]

Теплообмен в условиях естественной конвекции осуществляется при местном нагревании или охлаждении среды, находящейся в ограниченном или неограниченном пространстве. Этот вид конвективного переноса тепла играет преимущественную роль в процессах отопления помещений и имеет значение в различных областях техники. Например, нагревание комнатЬого воздуха отопительными приборами, а также нагревание и охлаждение ограждающих конструкций помещений (стены, окна, двери и пр.) осуществляется в условиях естественной конвекции, или так называемого свободного потока. Естественная конвекция возникает в неравномерно нагретом газе или жидкости, находящейся в ограниченном или неограниченном пространстве, и может влиять на конвективный перенос тепла в вынужденном потоке среды. В больших масштабах свободное перемещение масс среды, вызванное различием ее плотностей в отдельных местах пространства, осуществляется в атмосфере земли, водных пространствах океанов и морей и т. д. За счет естественного движения нагретого воздуха в зданиях осуществляется его вентиляция наружным воздухом. Исследованием свободной конвекции занимался еще М. В. Ломоносов, который применял подъемную силу нагретых масс воздуха для устройства вентиляции шахт, а также для перемещения газов в пламенных печах. К настоящему времени достаточно полно изучен естественный конвективный теплообмен для тел простейшей формы (плита, цилиндр, шар), находящихся в различных средах, заполняющих пространство больших размеров по сравнению с размерами самого тела. Этот вид теплообмена подробно изучался в СССР академиком М. В. Кирпичевым и его сотрудниками. [c.323]

В тех областях теплотехники, где отмечаются высокие температуры, теполообмен путем излучения по своей интенсивности превосходит другие виды теплообмена, поэтому при создании агрегатов, работаю-ш,их в таких температурных условиях, необходимо предусматривать максимальное использование лучистого теплообмена. Прежде всего это относится к котельным установкам и промышленным печам с развитым пламенным пространством. В промышленности строительных материалов такие печи широко применяют для производства извести, цемента, шамота и других материалов. Для обжига строительных деталей начинают применять электрические печи сопротивления, в которых теплота передается изделиям путем излучения от боковых нагревателей. При умеренных температурах теплообмен лучеиспусканием используют также для сушки керамических изделий инфракрасными лучами. [c.262]

Однако гребования к светимости пламени лри направленном косвенном теплообмене значительно меньше, чем при других режимах радиационного теплообмена, и тем меньше, чем выше теплотворность топлива. Это объясняется дем, что в верхней части рабочего пространства печи может быть развита очень высокая темлература пламени, недопустимая в нагревательных печах (из-за опасности перегрева металла) при других режимах теплообмена в силу указанного обстоятельства в печах с направленным косвенным теплообменом, естественно, уменьшаются требования к светимости пламени. В связи с этим в данном случае могут с успехом использоваться различного вида жидкие и газообразные горючие. При работе печей на твердом топливе [c.260]

Производительность мартеновской печи (основной показатель любого металлургического агрегата) в значительной мере определяется тепловым режимом плавки или изменением тепловой нагрузки по периодам плавки. Тепловая нагрузка печи представляет собой количество тепла, подводимого в единицу времени к газовому клапану или форсунке (горелке) печи. При правильной организации теплового режима должен быть обеспечен подвод к металлу максимального количества тепла на протяжении всех периодов плавки. В мартеновской печи - 90% тепла факела передается к ванне излучением и лишь остальная часть приходится на конвективную теплопередачу. Теплообмен излучением описывается известным уравнением Стефана — Больцмана, которое имеет вид <Э = беп[(7 ф/100) —(Гх/ЮО) ], гдеб — коэффициент, учитывающий оптические свойства кладки и форму рабочего пространства еп — степень черноты пламени 7ф—температура факела —температура воспринимающей тепло поверхности (холодных материалов). Из уравнения следует, что на теплопередачу влияют температура факела и шихты, степень черноты пламени и оптические свойства кладки. Интенсивность нагрева шихты тем выше, чем выше температура факела и степень черноты пламени и ниже температура холодной твердой шихты. Температура факела определяется температурой сгорания топлива степень черноты факела —карбюризацией пламени. Теоретическую температуру сгорания топлива можно определить по формуле т= (Qx Qф.т-ЬQф.в <7дис)/1 Ср, где Qx — химическое тепло топлива (теплота сгорания) ( ф.т—физическое тепло нагретого в регенераторах топлива <Эф.в — физическое тепло нагретого в регенераторах воздуха (7дис — тепло, потерянное при диссоциации трехатомных (СО2, Н2О) газов V—удельный объем продуктов сгорания при сжигании данного топлива Ср—удельная теплоемкость получившихся продуктов сгорания. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...