Лучистый теплообмен в газах

Лучистый теплообмен в газах [c.241]

Сгорание топлива в топочных устройствах сопровождается образованием газов с высокой температурой, которые могут передавать излучением большое количество тепла. Поэтому роль лучистого теплообмена в топках современных котлов весьма велика и общая передача теплоты излучением на стенки котельных труб доходит до 50% и больше от всей теплоты, выделяемой при сгорании топлива. Лучистый теплообмен в топках по своей интенсивности во много раз превышает конвективный теплообмен при средних скоростях перемещения газов. [c.478]

Первые два члена в ней совместно учитывают влияние конвекции частиц и газа, третий член учитывает лучистый теплообмен в слое частиц мельче 2-3 мм. Все теплофизические параметры газа выбираются при средней температуре = 0,5 (1 . + t ). Коэффициенты излучения материала частиц слоя и поверхности стенки датчика е . , выбирают при температурах соответственно слоя и поверхности. [c.112]

Вывод уравнения для расчета теплопередачи излучением от газа и кладки к поверхности нагрева ( р.м) можно существенным образом упростить, если воспользоваться тем, что при <7р.1(л = 0 величина екл не является фактором, определяющим лучистый теплообмен в печи. Это дает возможность вместо фактической ве-320 [c.320]

При глубоком вакууме эффективная теплопроводность дисперсного мате-риала при повышенных температурах почти полностью обусловлена лучистым теплообменом в условиях высоких температур лучистая составляющая теплопроводности является определяющей при любых давлениях газа-наполнителя (рис. 5-30 — 5-32). [c.346]

При исследовании теплообмена и гидравлического сопротивления в шариковом слое в качестве теплоносителя использовался воздух. Принималось, что на границе соприкосновения газа с поверхностью шара имеется безотрывное движение. Пренебрегался лучистый теплообмен в шариковом слое. Физические параметры теплоносителя теплоемкость коэффициент теплопроводности X и коэффициент [c.52]

При лучистом теплообмене между газом и поверхностью твердого тела существенное значение имеет излучение (поглощение) следующих газов, широко применяемых в технике углекислоты (СО2), водяного пара (Н2О), сернистого газа (SO2), окиси углерода (СО), различных углеводородов, аммиака (NH3), хлористого водорода (НС1) и некоторых других. Излучение одноатомных и большинства двухатомных газов (кислород, водород, азот и др.) незначительно и может не приниматься во внимание. [c.312]

Кроме продуктов полного сгорания, в камерах печей И топках содержатся также продукты неполного сгорания окись углерода, углеводороды. Данных о влиянии излучения этих газов на лучистый теплообмен в промышленных аппаратах нет, и при расчете лучистого теплообмена их излучение не учитывают. [c.95]

Лучистый теплообмен в ударной волне. Когда ударная волна распространяется по газу, занимающему достаточно большой объем (такой, что размеры нагретой области за волной велики по сравнению с длиной пробега излучения), тепловое излучение в объеме приходит в локальное термодинамическое равновесие с веществом. Излучение равновесно и за фронтом ударной волны. Плотность энергии и давление излучения резко зависят от температуры, пропорционально и становятся сравнимыми с энергией и давлением газа только при чрезвычайно высоких температурах (или очень малых плотностях газа), например, в воздухе нормальной плотности — при температуре 2,7 X 10 °К. Следовательно, в ударных волнах не чрезмерно большой амплитуды энергия и давление излучения практически не влияют на параметры за фронтом ударной волны, будучи малыми по сравнению с энергией и давлением газа. [c.219]

Процесс передачи теплоты от продуктов сгорания к нагреваемому металлу в печи очень сложен и характеризуется большим разнообразием протекающих при этом явлений лучистым теплообменом, гидродинамикой газов, теплопередачей конвекцией и теплопроводностью. Все эти явления тесно связаны между собой в общем процессе нагрева металла. Теплота от продуктов сгорания путем излучения и конвекции передается к стенкам печи и металлу. От нагретых стенок печи теплота излучением также передается металлу. Металл нагревается путем теплопроводности, зависящей от теплофизических свойств металла. Передача теплоты конвекцией зависит от кинематики движения газов. Таким образом, система дифференциальных уравнений, описывающих процессы нагрева металла в печи, должна охватывать все перечисленные явления. В то же время в нее не должны входить уравнения, играющие незначительную роль в окончательных процессах. [c.155]

Лучистый теплообмен между газом и стенкой носит очень сложный характер. При этом, как правило, имеет место также и конвективный теплообмен. Плотности потока конвективного и лучистого теплообмена в приближенных расчетах можно определять независимо друг от [c.326]

В книге систематически рассматривается обширный круг вопросов из различных областей физики, физической химии, астрофизики, с которыми имеет дело современная газо- и гидродинамика. В ней излагаются основы газовой динамики и теория ударных волн, теория переноса излучения. Изучаются термодинамические и оптические свойства вещества при высоких температурах и давлениях, кинетика диссоциации, ионизации и других неравновесных процессов, явления, связанные с излучением света и лучистым теплообменом в ударных волнах и при взрывах, вопросы распространения ударных волн в твердых телах и т. д. Авторам монографии принадлежит большое число оригинальных работ в рассматриваемой области науки, которые нашли свое отражение в книге. [c.2]

Наряду с лучистым теплообменом в топочных устройствах происходит и конвективный теплообмен, характеризующийся коэффициентом теплоотдачи при соприкосновении газов со стенкой. Такой процесс теплообмена между стенкой и омывающей ее жидкостью, когда теплота передается путем конвекции, теплопроводности и лучеиспускания, называется сложным теплообменом, и фактически он наблюдается почти во всех случаях передачи теплоты между телами. При сложном теплообмене общее количество переданной теплоты выражается суммой двух составляющих — теплоты, переданной при конвективном теплообмене <7к, и теплоты, переданной излучением [c.273]

Чаще всего лучистый теплообмен между поверхностью и омывающим его газом сопровождается конвективным теплообменом. Обычно считают, что конвекция и излучение не влияют друг на друга. В этом случае суммарный тепловой поток складывается из конвективного и лучистого тепловых потоков [c.65]

Определить температуру тонкой теплоизолированной пластины, продольно обтекаемой потоком газа. Скорость газа 2000 м/с статическая температура потока 480 К k— 1,22 молярная масса газа 23 кг/кмоль. Лучистым теплообменом и теплоемкостью пластины пренебречь. Режим течения в пограничном слое считать турбулентным. [c.254]

Найденная этим методом теплопроводность соответствует средней температуре теплопроводного слоя газа. Геометрические параметры измерительной ячейки выбраны таким образом (см. начало гл. 11), чтобы исключить конвективный теплообмен в цилиндрическом зазоре с исследуемым газом. В данной экспериментальной установке не следует учитывать лучистую составляющую теплового потока и перепад температур в стенке капилляра лучистая составляющая теплового потока на 3—4 порядка меньше суммарного теплового потока, а перепад температур в стенке капилляра не превышает 0,1% от t —ti). [c.195]

Часто теплообмен между стенкой и теплоносителем происходит не только путем конвекции, но и излучения. Так, например, в котлах, печах и сушилках, обогреваемых продуктами сгорания топлива, при температурах выше 400 °С необходимо учитывать излучение в меж-трубном пространстве трехатомных газов при расчете теплоотдачи отопительных приборов и ограждающих поверхностей зданий и аппаратов учитывается лучистый теплообмен с окружающей средой и при невысоких температурах. При подсчетах а руководствуются оптимальными скоростями теплоносителей, зависящими от гидравлических сопротивлений аппаратов. [c.220]

W с помощью уравнения (5-23) и номограмм можно определить собственное излучение газового объема, имеющего постоянную температуру. Если же излучающий газ окружен твердыми стенками, температура которых отлична от температуры газа, то между газом и стенками происходит процесс теплообмена. Этот процесс оказывается сложным, так как поле температур в газе обычно переменно и зависит от характера и режима движения газа и геометрической формы оболочки. Кроме того, между газом и стенкой наряду с лучистым теплообменом происходит также конвективный теплообмен, и, строго говоря, эти явления взаимосвязаны. Такой совместный перенос теплоты излучением и конвекцией часто называют сложным теплообменом. До настоящего времени простого и общего метода точного расчета сложного теплообмена не создано. [c.192]

Лучистый теплообмен между двумя телами, имеющими по всей поверхности равномерную температуру и разделенными непоглощающей средой (одно- и двухатомные газы, многоатомные газы в слоях небольшой толщины), рассчитывается ио формуле [c.213]

Отметим еш е, что использование форсированных режимов, позволяющих реализовать большие лучистые потоки в высокотемпературных системах, особенно перспективно, когда высокую температуру имеет сам псевдоожиженный слой, а теплообменная поверхность охлаждается до сравнительно низких температур водой или жидким органическим теплоносителем. Как известно, для таких систем даже при весьма высокой температуре псевдоожиженного слоя кондуктивные составляющие а невелики из-за низкой теплопроводности пристеночного слоя газа,- имеющего температуру, более близкую к температуре стенки, чем к температуре ядра слоя. При быстрой смене частиц ал не лимитируется этой низкой температурой. [c.102]

Не менее сложным остается вопрос о правильной оценке т е м-пературы дисперсного потока в качестве расчетной для лучистого теплообмена. В [Л. 130] для псевдоожиженного слоя предлагается выбирать температуру ядра, предполагая небольшим поперечный (по каналу) градиент температур частиц. В Л. 66] применяется среднеарифметическое значение входной и выходной температур, а в [Л. 201] приближенно решается обратная задача — расчет температуры нагрева дисперсного потока при конвективно-лучистом теплообмене. В этом случае на основе теплового баланса при предположении, что газ лучепрозрачен, режим стационарен, расчетная поверхность излучения Рст. [c.271]

В монографиях В. В. Кудинова [8, 9] рассматриваются возможные механизлш теплопереноса в покрытиях. Основываясь на теоретических предпосылках и результатах собственных оригинальных исследований, с учетом слоистого строения покрытий, наличия пор и многочисленных поверхностей, делается вывод, что перенос тепла осуществляется электронами в объеме напыленных частиц, а также на участках сваривания и химического взаимодействия (Х ), решеточной (фононной) теплопроводностью (Яф), молекулярной теплопроводностью газа в порах (Ям), лучистым теплообменом в порах при нагреве покрытия до высокой температуры (Яп). Суммарная теплопроводность покрытия (Я л Яе + Яф -f Ям - - Яп) намного ниже чем у аналогичных по химическому составу компактных материалов Причиной этого является прежде всего небольшая площадь участков сваривания и малая роль Яе и Яф в повышении теплопроводности, К другим характерным особенностям теплопереноса можно отнести различие в значениях теплопроводности покрытий, замеренных в двух взаимно перпендикулярных направлениях (вдоль и поперек слоя). [c.90]

Излученяе У, в. При увеличении интенсивности У. в. возрастает роль эл.-магн. излучения в формировании её структуры. Если темп-ра выше нес, десятков тысяч К и газ достаточно плотный для того, чтобы излучение за У. в. было термодинамически равновесным, ширина У. в. определяется лучистым теплообменом. Все газы непроз- [c.209]

Величинй Oq/p и Op/q представляют собой поглощательные способности внутреннего шара и шарового кольца относительно падающего нй них излучения объемов. Величины н ар/ представляют собой йх поглощательные способности относительно изотропного черного (или серого) излучения поверхностей. Если подсчитать и сравнить между/собой величины а /р и а,, а также величины Up/q и Op/k, то при сефой среде окажется [86], что последние поглощательные способности (flq и apik) в большинстве случаев больше, чем первые (а /р и йй/ ). Однако максимальная разница нё превышает 6,4%. Сравнение этих величин для объемов, заполненных углекислым газом или водяным паром, показывает, что поглощательные способности излучения объемов flqjp и Up/q) ВО МНОГО раз превосходят поглощательные способности относительно излучения черных поверхностей а, и ар/ ). Причины этих явлений те же, что и для аналогичных соотношений при лучистом теплообмене в слоях. [c.196]

Лучистый теплообмен между газом и стенкой можно рассчитат ГСМ же методом, что и теплообмен между двумя стенками. Удельный тепловой поток в данном случае будет равен [c.431]

Все расчеты, связанные с лучистым теплообменом в камере сгорания дизеля, целесообразно производить не для усредненных, а для местных значений текущих параметров. Тепло, выделившееся при сгорании топлива, идет на изменение внутренней энергии газа и совершение им внешней работы, что составляет индикаторный расход тепла. Остальная часть введенного тепла отдается стенкам за счет конвекции и радиации. Наконец, некоторая часть его расходуется на диссоциацию газа и пр. Сообразуясь только с осрюв-ными статьями расхода тепла, используя понятие коэффициента полезного тепловыделения 1) из формулы (И. 13), на основании первого начала термодинамики для элементарного участка рабочего хода двигателя запишем [c.48]

Изучение лучистого переноса в псевдоожиженном слое различными методами дало возможность установить связь радиационного обмена с рядом параметров системы. Так, оказалось, что лучистый поток не зависит от размеров частиц [139, 140, 144, 145, 148—150]. Поскольку кондуктивно-конвективный поток уменьшается с ростом d, увеличивается роль лучистого теплообмена в системе крупных зерен. Радиационный поток при развитом кипений не зависит от скорости ожижающего газа [140, 144, 145, 148—150] и расположения теплообменной поверхности в слое [147]. Это свидетельствует [c.138]

При расчете теплообмена в топке важной характеристикой является теоретическая температура горения, под которой понимают адиабатическую температуру горения при существующем коэффициенте избытка воздуха в топке. Теоретическая температура горения — это та, которую можно получить при отсутствии теплообмена в топке, она является максимально возможной при сжигании данного топлива. Вследствие интенсивного лучистого теплообмена в топочной камере температура продуктов сгорания, естественно, всегда ниже. Наряду с теоретической температурой горения важным параметром, характеризующим работу топки, является температура газов, покидающих топку. Эта температура должна быть ниже размягчения золы данного топлива. Для большинства отечественных твердых топлив она составляет 1100°С. Снижение температуры в топке до этого значения достигается чаще всего установкой дополнительных трубчатых теплообменных поверхностей, которые называюгся экранами. [c.245]

В плоском приборе была исследована теплопроводность воздуха, кислорода, аргона, водорода. Опыть проводились при температурах порядка 20°С. Конвективный перенос тепла в слое газа был пренебрежимо мал. Лучистый теплообмен через слой газа между сердечником и крышками прибора также характеризовался малым коэффициентом теплоотдачи, равным 0,10— 0,35 вт1м -град. [c.116]

Лучистая энергия, излучаемая нагретым телом в пространство, падает на другие тела и в общем случае частично поглощается ими, частично отражается и частью проходит сквозь тело. Отраженная телом и прошедшая сквозь него часть лучистой энергии рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, лучистый теплообмен, или передача тепла лучеиспусканием от одних тел к другим, связан с двойным преобразованием энергии теплоты — в лучистую энергию и обратно — лучистой энергии в теплоту. Лучеиспускают не только горячие твердые тела, но и трехатомные и многоатомные газы (углекислота, водяной пар и др.). В теплотехнике широко используются продукты сгорания или дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива. Тепло от этих газов передается поверхности нагрева не только конвекцией, но и лучеиспусканием. В теплоэнергетических установках протекает сложный теплообмен всеми видами распространения тепла. В жидкостях конвекция сопровождает теплопроводность и совместный теплообмен называют конвективно-кондуктивным, в газах совместно протекает конвективнорадиационный теплообмен. Теплообмен излучением без конвекции в технических установках может протекать при глубоком вакууме (<0,14 н м ). [c.136]

Лучистый теплообмен теплообмен излучением, или радиацией) может происходить между телами, находящимкся на больших расстояниях друг от друга. Классическим примером этого явления служит излучение солнца На землю. Отсутствие непосредственного соприкосновения тел, участвующих в теплообмене, а также отсутствие теплоносителя в виде газа или жидкости является характерной особенностью лучистого теплообмена. [c.181]

Следующим этапом расчета является определение площади лучевоспри-нимающих поверхностей Нц топки, обеспечивающих восприятие рассчитанного количества тепла Qn или температуры газов 0 , покидающих топочную камеру. Расчет производится на основании уравнения лучистого теплообмена конвективный теплообмен в явном виде не учитывается из-за относительно невысоких скоростей движения газов в топочной камере. [c.64]

Согласно рекоме гдациям нормативного теплового расчета топка по высоте разбивается на ряд зон, в каждой из которых задана определенная доля выгорания топлива. Будем предполагать, что в линейном приближении доля выгорания не зависит от возмущающих воздействий. Температура газов и тепловыделение принимаются постоянными по объему зоны, тепловой поток одинаков по периметру поверхностей, экранирующих зону. Не учитывается теплообмен между поверхностями, относящимися к различным зонам. Считается, что каждая зона участвует в лучистом теплообмене с предыдущей и последующей зонами. В пределах зоны температура газов постоянна по объему. В топках с сухим шла-коудалением температура поверхности экранов значительно ниже температуры горячих газов, и тепловой поток, пропорциональный разности четвертых степеней этих температур, практически не зависит от изменения температуры поверхности экранов. Поэтому принимается, что на процесс теплообмена в топке ие оказывают влияния параметры рабочей среды, протекающей внутри экранирующих труб. [c.149]

Конвективный режим внутреннего теплообмена, т. е. режим, при котором доминирует теплопередача конвекцией, характерен для нагрева жидкостей и газов, находящихся в движении. Он нередко сочетается с поступлением тепла от пламени в толщу жидкости или газа за счет радиации однако в условиях внутренней задачи значение этой радиационной составляющей обычно имеет подчиненный характер и может быть учтено с помощью поправочного коэффициента. Это объясняется тем, что при нагревании жидкости лучистая энергия в значительной мере поглощается поверхностными слоями (жидкое стекло), а при нагреве относительно тонких слоев гомогенных газов их поглощательная спог.обность по абсолютной и относительной величине очень мала. С другой стороны, внутренняя задача в лучепрозрачных средах осложняется явлением переизлучения, т. е. лучистым теплообменом между различными слоями частично лучепрозрачной нагревающейся жидкости. Для этого случая теплопередачи будем пользоваться коэффициентом д. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...