Радиационными поверхностями

Радиационными характеристиками оптически шероховатых поверхностей являются направленная отражательная способность rv s (s) и индикатриса отражения (поверхностного рассеяния) /?v(s', s). Их произведение носит название коэффициента яркости поверхности.

Граничные условия к (3-18) задаются уравнением связи /v (s) в каждой точке на граничной поверхности с радиационными характеристиками и температурой поверхности для любого момента времени т. Для точки N граничной поверхности F это уравнение может быть записано в виде [Л. 20]:

решения задачи переноса излучения в рассеивающих средах для конкретных видов индикатрис рассеяния (Л. 41, 42, 55, 59], проведенные на основе аппроксимации уравнения переноса. В других работах выполнены приближенные теоретические решения задачи радиационного теплообмена с учетом рассеяния для сферической [Л. 56, 58, 344] и произвольной [Л. 57] индикатрис рассеяния среды. Рассмотрим процесс теплообмена излучением между плоским слоем поглощающего и рассеивающего таза и граничными поверхностями слоя. Решение задачи осуществляется на основе дифференциально-разностного приближения для произвольных индикатрис рассеяния среды [Л. 29]. Схема задачи представлена «а рис. 4-1, а. Изотермический плоский слой газа имеет постоянную во всех сечениях температуру Гг=сош1. Газ обладает следующими радиационными характеристиками: спектральным показателем преломления nVj спектральными коэффициентами поглощения a'v и рассеяния fv и индикатрисой рассеяния Yv(s'- s)- Вследствие постоянства температуры газа все его спектральные радиационные характеристики, а также спектральная поверхностная плотность равновесного излучения

Граничные условия к (12-21) задаются уравнением связи спектральной интенсивности излучения /v (s) в каждой точке N граничной поверхности теплообмена F с радиационными характеристиками и температурой поверхности. Это уравнение записывается следующим образом (3-20):

В уравнениях (16-50) и (16-51) ?пад принимается одинаковой как для первого, так и для второго радиометров. Это допущение соответствует действительности с большой степенью точности для реальных топочных сред, поскольку величина ?пад определяется полями температур и радиационными характеристиками как всего объема топочной среды, так и ограничивающей его поверхности. Поскольку измерительная (поверхность радиометров намного меньше тепловоопринимающей поверхности модели, ограничивающей излучающий объем среды, то изменение поглощательной способности тешювоспринимающего элемента радиометра не может привести к сколько-нибудь заметному изменению температуры в объеме и на поверхности нагрева. Вследствие этого величина ?пад остается практически неизменной при любой поглощательной способности радиометрической поверхности.

Показатели qa и qs можно было бы увязать с условиями теплообмена в топочных камерах. Но для этого пришлось бы отказаться от учета особенностей выгорания газа по высоте топки и влияния вторичных излучателей тепла, рассматривая только степень заполнения топочного объема факелом с определенными радиационными характеристиками.

Наряду с радиационными характеристиками рассмотренных газов определенный интерес представляют также данные о радиационных характеристиках оксидов азота. Подробные данные о спектральных радиационных свойствах NO и N2O приведены в работе [71] и известной работе Т. Куни-томо с соавторами [77].

Наряду с указанными радиационными характеристиками в расчетах часто используются также факторы Кк — К% + /С! и коэффициенты kK — a,K-\- р\ ослабления. Факторы /(?, Al и /СЛ являются безразмерными величинами, а коэффициенты а^, р\ и &х имеют размерность, обратную линейному размеру.

Очень удобные и простые для практического использования зависимости, связывающие полусферическую поглощательную способность (степень черноты) слоя % с радиационными характеристиками среды (ая, 8съ г]нз), были получены в работе К. С. Адзерихо [2]. Для определения поглощательной способности слоя оптической толщины по поглощению тх = а^ L предлагается формула [2 ]

Оптические константы я и и являются первичными радиационными характеристиками частиц. Зная их, несложно рассчитать спектральные факторы поглощения и рассеяния, а также индикатрисы рассеяния для частиц различных размеров. На рис. 3-2 показана зависимость от параметра р спектральных факторов ослабления /(А, поглощения К% и рассеяния Кк для частиц кокса и угольной пыли при К — 1 мкм. Аналогичные зависимости были получены и для других значений длины волны излучения.

Как уже отмечалось выше, оптические константы п (К) и к (А,) являются первичными радиационными характеристиками вещества, определяющими его способность поглощать и рассеивать падающее излучение. Применительно к расчетам теплового излучения светящегося пламени обстоятельное исследование оптических характеристик частиц аморфного углерода было проведено В. Стэллом и Г. Плэссом [87]. В дальнейшем данные [87] были уточнены

вела к созданию однобарабанных котлов с развитыми радиационными поверхностями нагрева в виде экранов 9 (рис. 3.9, е), размещенных в камерной топке 2.

В том случае, когда отходящие газы содержат горючие вещества, которые следует сжечь в теплоиспользующей установке, должна быть установлена топочная камера с радиационными поверхностями нагрева. В котлы-утилизаторы подается большое количество газов с малой энтальпией. Рост количества подаваемых газов на единицу переданного количества теплоты приводит к необходимости увеличивать затраты энергии на преодоление сопротивлений движению газов через поверхности нагрева.

устройство, охлаждаются радиационными поверхностями форкамеры 4, входящими в контур циркуляции плавильного устройства, и с температурой 1100—1200ЭС попадают в радиационный рекуператор 5, где нагревают воздух, идущий на горение в плавильное устройство, до температуры 500—600°С. Из рекуператора дымовые газы с температурой 900—1000°С поступают в шахтно-щеле-вую печь 6 на обжиг кускового фосфорита, загружаемого впоследствии в шихтовый бункер 8.

1957 г. в СССР был принят единый нормативный метод теплового расчета котельных агрегатов [Л. 31], разработанный совместно ЦКТИ и ВТИ. На протяжении многих лет он успешно использовался при расчетах топочных устройств, удовлетворительно описывая основные связи режимных параметров топочного процесса и конструктивных характеристик топок с эффектом суммарного теплообмена между пламенем и радиационными поверхностями нагрева.

Тепловосприятие поверхностей нагрева котла. Общее теплопоглощение радиационными поверхностями нагрева

Все поверхности нагрела, расположенные в топке и воспринимающие тепло преимущественно излучением (экраны, а также передний ряд или ряды труб поверхности иапрева, установленной на выходе из топки) называются радиационными поверхностями, а все прочие поверхности, в которых преобладает теплообмен соприкосновением,—конвекционными по~ верхностями нагрева. Последние по ходу га-. зов конвекционные поверхности нагрева (экономайзер, воздухоподогреватель) часто называют хвостовыми поверхностями.

Компоновка котла — трехходовая с верхним выводом газов. При высокой температуре питательной воды и наличии конвективного экономайзера сверхкритического давления топочные экраны в значительной части представляют собой перегревательные поверхности. В верхней части топки расположены ширмы первого промпере-гревателя. Второй газоход (опускной) экранирован настенными радиационными поверхностями перегревателя пара сверхкритического давления. В последнем, подъемном, газоходе размещены выходная часть того же перегревателя, второй промперегре-ватель, экономайзер, пластинчатый и регенеративный воздухоподогреватели.

снижение температуры газов в топке вследствие разбавления их рециркулируемыми газами может не скомпен-сироваться уменьшением тепловосприятия радиационными поверхностями нагрева. Температура на выходе топки снизится по сравнению с работой топки при тех же условиях, но без рециркуляц'ии газов. В топках с относительно невысокими тепловыми напряжениями (т. е. в большинстве реальных топок) отношения обратные: эффект от уменьшения тепловосприятия радиационных поверхностей перевешивает влияние разбавления газов и температура в конце топки повышается.

ля, включая и выходную, являются чисто радиационными поверхностями нагрева. Действительный диапазон регулирования существенно ниже этого предела: <во-пер-вых, потому что в реальных условиях невозможно обеспечить пропуск всего пара через регулировочную ступень, так же как и помимо нее, из-за неплотностей бай-пасной арматуры больших диаметров; во-вторых, потому

При подаче в топку подогретого воздуха процесс в ней протекает более интенсивно и повышается температура, что в свою очередь способствует более полному сгоранию углерода. Кроме того, более высокая температура горения топлива обеспечивает большее использование лучистой теплоты радиационными поверхностями нагрева котла. Таким

1-12. Для элементов с радиационными поверхностями двустороннего освещения численные значения всех неравномерностей тепловосприятия принимаются такими же, как и при одностороннем освещении.