Коэффициент теплоотдачи определяют по формуле

.

В качестве разности температур при определении критерия Грасгофа берут разность температур поверхности теплообмена и среды на большом удалении от нее: (tпов - tср). Все физические параметры выбирают при средней температуре tm = 0,5 (tпов + tср) либо при температуре жидкости или среды tср. В первом случае критерии помечают индексом «m» или «f», во втором - индексом «ж». От выбора определяющей температуры зависят значения С и n:

Теплообмен излучением

Тела могут поглощать, пропускать или отражать теплоту. В общем случае твердые тела поглощают лишь часть падающей на них тепловой энергии, часть энергии пропускают через себя и часть отражают. Если на тело падает тепловой поток Q, то имеем

Q = Qпогл + Qпроп + Qотр

Или (если разделить на Q)

A + D + R = 1,

Т.е. сумма поглощательной, пропускательной и отражательной способности равна единице.

Тело, поглощающее все падающее на него излучение, называется абсолютно черным телом, которое отражает все излучение - абсолютно белым. Абсолютно черных и белых тел в природе не существует, однако эти понятия играет чрезвычайно важную роль в теории теплового излучения.

Для реальных тел характерно частичное поглощение и частичное отражение тепловой лучистой энергии. В теории теплового излучения их называют серыми телами.

Основные законы излучения

Закон Планка. Интенсивность монохроматического (при определенной длине волны) излучения зависит от температуры и длины волны, т.е.

I = f (T, ).

Закон Планка для интенсивности излучения абсолютно черного тела записывается в виде:

,

где h - универсальная постоянная Планка, Джс (6,6310-34); с - скорость света, м/с; k - постоянная Больцмана, Дж/К (1,3810-23).

Из закона Планка следует, что абсолютно черное тело испускает лучи всех длин волн при всех температурах, отличных от абсолютного нуля. Вместе с тем, для определенной длины волны интенсивность излучения возрастает с повышением температуры.

Закон Стефана-Больцмана

,

где q0 - плотность теплового потока абсолютно черного тела, Вт/м2; 0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,710-8 Вт/(м2К4).

Закон Стефана-Больцмана записывают также в виде

,

где С0 = 5,7 Вт/(м2К4).

Степень черноты зависит от температуры и физических свойств и состояния поверхности тела и может изменяться от 0 до значений, близких, но меньших единицы.

Теплообмен излучением между поверхностями, разделенными ослабляющей средой

В этом случае учитывают степень черноты газов. Степень черноты газов зависит от температуры газа, его парциального давления и средней длины пути луча. Обычно температура газов известна. Парциальное давление газов можно получить из расчета горения топлива. Так, если в продуктах сгорания содержится 10% СО2 и 15% Н2О, то, следовательно, их парциальные давления соответственно равны 0,1 и 0,15 общего давления печной среды, которое равно практически давлению атмосферы.

Среднюю длину луча можно определить по формуле

,

где V - объем, заполненный излучающим газом, м3; F - поверхность всех стенок, ограничивающих этот объем, м2; - коэффициент, обычно принимаемый равным 0,9.

Для определения степени черноты газов пользуются графиками, с помощью которых находят степень черноты и условную степень черноты водяных паров . Степень черноты водяных паров умножить на поправку, = .

Размещено на Allbest.ru