管式爐的輻射熱傳計(jì)算·總交換面積

管式爐的輻射熱傳計(jì)算總交換面積之定向通量(定向總交換)面積(1)在上面的討論中曾假定系統(tǒng)中充滿灰氣，但煙氣與灰氣性質(zhì)不同，在計(jì)算輻射傳熱中應(yīng)考慮到它們的差別。1)計(jì)算煙氣性質(zhì)的虛擬灰氣組分加權(quán)法灰體吸收介質(zhì)其衰減系數(shù)不隨波長(zhǎng)而改變關(guān)系為:吸收率a與黑度E相同，與行程長(zhǎng)度g gL的關(guān)系為：式中，Kz示比衰減系數(shù)，atm-1m-1；P表示吸收組分，atm，而k=Kzp,k稱為衰減系數(shù)，有時(shí)稱為減弱系數(shù)或吸收系數(shù)，m-1；L表示射線的行程長(zhǎng)度，m。在煙氣中，除氮、氫、氧這些在爐溫下不吸收也不發(fā)射電磁波的“透明氣”外，還有二氧化碳、水蒸氣等。煙氣的黑度與吸收率不服從(4-171)式所示的規(guī)律，吸收和發(fā)射不連續(xù)的光帶，吸收系數(shù)或稱衰減系數(shù)隨波長(zhǎng)而變，具有選擇性°Hottel從等效的角度出發(fā)，提出煙氣可以虛擬為由幾個(gè)衰減系數(shù)不同的灰氣和一個(gè)透明氣組成。透明氣的衰減系數(shù)K1=0，而灰氣的衰減系數(shù)分別為K2、k3……。如果把煙氣看作由一個(gè)透明氣和兩個(gè)灰氣組成，煙氣和虛擬組分的衰減系數(shù)與波長(zhǎng)A的關(guān)系見(jiàn)圖4-33。圖4-33煙氣與虛擬組分哀滅

黎數(shù)與激長(zhǎng)的關(guān)系根據(jù)上述規(guī)點(diǎn).熠％的黑麼勺.吸牧率叫絞表示為：e(-另九."』][1-顯-胖a〉] (4*-172)%三藝〔心」人)門(mén)-哪J”好a)」 i4-[73)式中K表示第n個(gè)灰氣的比衰減系數(shù)，atm-im-i；a(T)表示計(jì)算煙氣黑度時(shí)，虛擬n g，ng組分中第n個(gè)灰氣的權(quán)，習(xí)慣上稱為權(quán)因子，無(wú)因次，主要是煙氣溫度T的函數(shù);a'g g，n(T)為計(jì)算煙氣吸收率時(shí)，虛擬組分中第n個(gè)灰氣的權(quán)，與發(fā)射熱射線的表面溫度Tg g有關(guān)，無(wú)因次。而j丄珥)=1 (4-174)》％』幾)=1 (4-175)接下來(lái)說(shuō)明為什么一定要有一個(gè)透明氣的問(wèn)題。作為灰氣，當(dāng)射線行程長(zhǎng)度L增加時(shí)，E趨近于1。而煙氣僅在幾個(gè)波段上具有吸收和發(fā)射特性，波段之間形成“波段窗”所以g當(dāng)L增加時(shí)，E不趨近于1,見(jiàn)圖4-34(a)。如果用二個(gè)灰氣和一個(gè)透明氣加權(quán)來(lái)模擬煙氣黑g度與pL的關(guān)系，見(jiàn)圖4-34(b)OB線，與實(shí)際煙氣很相近，透明氣的權(quán)起了“波段窗”的作用。煙氣吸收與發(fā)射的光帶與溫度有關(guān)，如果保持虛擬組分的衰減系數(shù)不變，將溫度的影響全部轉(zhuǎn)移到虛擬組分的權(quán)上，會(huì)使區(qū)域法的計(jì)算大大簡(jiǎn)化。因?yàn)橹苯咏粨Q面積、總交換面積都與衰減系數(shù)有關(guān)且計(jì)算工作量很大，迭代求解溫度分布時(shí)，溫度在變，如果衰減系數(shù)不變。交換面積就不變，而權(quán)是易于計(jì)算的。(4-172)、(4-173)兩式能否準(zhǔn)確的表達(dá)煙氣的黑度與吸收率取決于所取灰氣的數(shù)目。計(jì)算表明，取蘭個(gè)灰氣和一個(gè)透明氣已足夠準(zhǔn)確?？紤]到工作量，對(duì)于工程計(jì)算，取一個(gè)灰氣和一個(gè)透明氣已可得到較滿意的結(jié)果。在此情況下，由(4-172式氣三a紳【[1—exp(— YpL)]+叫,；2.1—exp(—k\pL}J因透明氣的K'2=0以及在pL、2pL條件下使虛似組分加權(quán)黑度與煙氣黑度相同，得出

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