75 группа 2 вариант / Тепломассообмен / Справочные материалы по тмо

1,0
0,9	ε T
											R
											=
											0
										0	,
										,	2
									0	4
0,8						1	0 ,
							,	8	6
							1	,
						,	0
			R 3		2
					,	5
			=	,	0
			4	0
0,7
			,
			0
0,6
0,5	0,1	0,2
0			0,3		0,4	0,5	0,6		0,7		0,8	0,9

T1'

	T2'	T ''
		2

P

1,0 T1''

Рис. 2.11. ε Т = f(P,R)

1,0
ε	T
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0	0,1

1,0

ε T

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0 0,1

								T1'
							R
							=
							0,
						0,	2
					0	4
					,
			1	1	0 6
R				,	,
		2	,	0	8
=	3
		, 5						T ''
4	,	0
,	0						T2'
0

								P	T ''
									1
0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

Рис. 2.12. ε Т = f(P,R)

T2'

					R
					=
					0
					,
					2
					0
					,
					0 4
			,	0	,	T1"
				8	6
R=4,0			1	,
	3,0	2,0
			0
			1
			,
			5
						T1

								P	T2"
0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

Рис. 2.13. ε Т = f(P,R)

91

1,0
	ε T
0,9									R
									=
									0
									,
									2
								0
0,8								,
							0	5
						1	,
						,	8
					2	5
		R	3		,
					0
			,
0,7		= 0
		,
		4
		0
0,6
0,5
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5		0,6	0,7	0,8	0,9

Рис. 2.14. ε Т = f(P,R)

1,0
ε	T

0,9										R
								0,		=0
										,2
							0,6		4
0,8							0
					1	1 ,
						,	8
				2	,
						0
				, 5
		R	3	0
			,
		=	0
0,7		4
		,
		0
0,6
0,5
0	0,1	0,2	0,3	0,4		0,5	0,6		0,7	0,8	0,9

Рис. 2.15. ε Т = f(P,R)

T2''

T1'

Р 1,0

T1''

Р 1,0

T2'

T1''

T	'
1

T2''

T2'

1,0
	ε T
0,9
0,8			R=4,0
0,7
0,6
0,5
0	0,1	0,2	0,3

3

, 0

0,4

T1'

			R
			=
			0	0
		1		,
			,	6
		,	8
	1	0
	,
2	5
,
0

					Р	T1''
0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

Рис. 2.16. ε Т = f(P,R)

T2''

T2'

92

1,0
ε	T										R=0
0,9										0
												,
										,4		2
								0		0,
										6
0,8									,
					1			1	8
					2	,		,
								0
			R	3		5
					,
			=	,	0
				0
			4
0,7
			,
			0
0,6
0,5	0,1	0,2
0			0,3	0,4	0,5		0,6	0,7		0,8		0,9
					Рис. 2.17. ε				Т = f(P,R)
1,0
ε T
0,9										R
	R									=
	=4				0					0
										2
								0		,
	,		3		,			,
0,8	0			1				4
			,		8		0
			0				,
				,			6
				5
			2		1
0,7					,
				0
				,	0
0,6
0,5
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5		0,6	0,7		0,8		0,9

T	'
1

	T2'	T ''
		2

P

1,0 T1''

T	'
2

T1"

T1

P	T	"
	2
1,0

Рис. 2.18. ε Т = f(P,R)

1,0
	ε T
0,9
							0		R
							0 ,		=
0,8							,	5
		R=4,0			1		8		0
			3						,
					2	,
			,			5			2
			0		,
					0
0,7
0,6
0,5												Р
0	0,1	0,2		0,3	0,4		0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

T	'
1		T ''	T	'
T1''		2	2

Рис. 2.19. ε Т = f(P,R)

93

1,0
ε	T

											R
0,9											=
											0,2
										0
							1	0		,
							,			4
		R						0	,
													"
						1	0 ,
									6
0,8		=	3		2	,		8					T2
			,			5
		4			,
			0
					0
		,
		0
0,7
0,6
0,5													Р
0	0,1	0,2		0,3		0,4	0,5	0,6		0,7	0,8	0,9	1,0

Рис. 2.20. ε Т = f(P,R)

1,0
	ε T								R
									=
0,9									0,2
								0
								0	,
					1	1	0	,	4
							,
				2	,	,		6
0,8			3				8
		R=4,0			5	0
				,
			,	0
			0
0,7
0,6
0,5										Р
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

Рис. 2.21. ε Т = f(P,R)

T1'

T2

T1''

T	'
1

T2' '

T2'

T1''

94

2.3. Расчет степени черноты двухатомных газов

Тепловое излучение (радиационный теплообмен) – способ переноса теплоты в пространстве, осуществляемый в результате распространения электромагнитных волн, энергия которых при взаимодействии с веществом переходит в тепло. Радиационный теплообмен связан с двойным преобразованием энергии: первоначально внутренняя энергия тела превращается в энергию электромагнитного излучения, а затем, после переноса энергии в пространстве электромагнитными волнами, происходит второй переход лучистой энергии во внутреннюю энергию другого тела. Тепловое излучение вещества зависит от температуры тела (степени нагретости вещества).

В инженерных расчетах лученепрозрачный (излучающий и поглощающий излучение) газ считают серым телом, а его объемное излучение заменяют излучением оболочки, в которую заключен газ. Поэтому плотность потока собственного излучения газа рассчитывают по формуле:

где

Eг г E0,г г 0 Tг4 г c0				T		4			T	4
					г			cг	г	,	(2.32)
			100					100
г – степень черноты газа; c	г			г	с	0	– коэффициент излучения газа, Вт/(м2·К4); Тг –

температура газа, К.

Расчет радиационного теплообмена между серым газом и окружающей его замкнутой серой оболочкой выполняют по формуле Нуссельта:

						4		4	Fw ,
Qw пр o Tг								Tw		(2.33)
где Qw	– результирующий тепловой поток излучением,									воспринимаемый оболочкой, Вт;
Tг и Tw	– температуры газа и оболочки, К; Fw – площадь поверхности оболочки, м2. Приве-
денную степень черноты в системе газ–оболочка пр рассчитывают по формуле:
пр				1			,			(2.34)
			1		1
						1
			г		w
где г и	w – степень черноты газа и оболочки соответственно.

Степень черноты газа зависит от его состава, температуры и объема, который занимает газ. Для продуктов сгорания энергетических топлив степень черноты газа рассчитывается по формуле:

где

*H2O

г CO2 *H2O SO2 ,

CO	– степень черноты углекислого газа;	H	2
2

– условная степень черноты водяного пара;

O

		(2.35)
*		– степень черноты водяного пара;
H	O
2

– поправочный коэффициент, учитываю-

щий особенности излучения водяного пара;

SO2

– степень черноты сернистого газа. Степени

черноты перечисленных газов определены экспериментально и в зависимости от их парциального давления, длины пути луча и температуры приведены в виде номограмм на рис.

2.17–2.18 [2]:

г,i f (pi Sэф ,Tг ) ,

где рi – парциальное давление i – го газа, кПа; Тг – температура газа, ºC (K); Sэф – эффектив-

ная длина пути луча, м. Для газового объема произвольной формы эффективную длину пути луча рассчитывают по формуле:

95

			3,6	V
	S			г
		эф		F
				г

,

(2.36)

где

Vг – объем, занимаемый газом, м3;
Поправочный коэффициент

f (pH	O	Sýô	, pH	O ) .
2			2

Fг	– площадь оболочки, в которую заключен газ, м2.

находят по номограммам на рис. 2.19[2] в виде

Существуют и аналитические зависимости для определения степени черноты СО2, SO2, Н2О и поправочного коэффициента β [7]:

		exp				0,2609										0,1718		T
					1, 4918 0,3980 C				(0, 053					0,1239 C			)	ã
	RO2					RO2										RO2
																		100
										Ò			2
		(0, 003504 0, 0009446 Ñ						)							;
						0,5470					ã
						RO
							2			100

(2.37)

		0,2146	0,2105			Tã
Í O2	exp 0,5708	1, 2016 CÍ O2	(0, 0038 0, 05133 CÍ O2	)				;	(2.38)
					100

1 ( 5,0 5,3114 Ñ 0,01191) ð0,74 0,03705 Ñ 0,1561 ,

Í2Î

ÍÎ2 2ÎÍ

(2.39)

где RO2 = CO2 + SO2; С = рi·Sэф; рi – парциальное давление RO2 или Н2О, кгс/см2 (1кгс/см2 = 98100 Па); Sэф – эффективная длина пути луча, м; Тг – температура газа, ºC.

Формулы (2.37) и (2.38) применимы при С = 0,01÷1,0 и Тг = 600÷1800 0С, а формула (2.39)

– при С = 0,015÷3,0 и рН2О = 0÷0,6 кгс/см2.

96

0	200	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
0,3	eCO2

	p
	co2*S
	эф=200		кПа
0,2	150			*м
	100
	80
	40	60
	20	30
0,1
	15
0,09
	10
0,08
	8
0,07
	6
0,06		4
	3
0,05

0,04

2
1
,
	5
1

0,03

0,02

0,01 0,009

0,008 0,007

0,006 0,005 0,004

0,003

	0
	,
			8
	0
		,
				6
	0
			,
				5
					0
	0				,
						4
	,
		3
	0
	,
			2
0
,
	15

										0
											,
											1
								0		0
								,		,
									08		09
								0		0
									06	,
											07
								,
							0
							,
								05
						0
						,
							04
0	200	400	600	800	1000	1200 1400						1600 1800	0
													T, C

Рис. 2.17. Степень черноты двуокиси углерода εСО2=f1(pCO2·Sэф, T).

97

0	200	400	600		800		1000		1200	1400	1600	1800	2000
1,0	eH20
0,8
0,7				p
0,6				Н2
					О*S
						эф=600		кПа
0,5				400				*м
0,4				200
				100
0,3					80
						60
				40
						30
0,2
						20
				15
0,15
				10

0,10

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0,015

8
	6
	5
4
3
2
		1
		,
			5
1
0
,
	9
0		0
,		,
	6		7 0
				,
					8
		0
0		,
			5
,
	4

0,010

0,008

0,007

0,006

0
,
	3
0
,
	2

0,005

0,004

0,003

0
,
	15

			0
			,
			1
0	200	400	600	800	1000 1200 1400 1600 1800 T,0C

Рис. 2.18. Степень черноты водяного пара εН2О=f2(pН2O·Sэф, T).

98

β

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1,0

														м
													а
												П		*
											к
										5
										,
									1
								.
							.
							.
						1
					=
				эф
			S							5
		О
p	2		*							,
									7
Н
											5
										1
													0
												2
													75
															0
														5
													1
																0
														0
														3

0	20	40	60	80	p	, кПа
					H2O

Рис. 2.19. Поправочный коэффициент β на парциальное давление для водяного пара

99

Перечень таблиц

Коэффициент теплопроводности

строительных, теплоизоляционных и других материалов - табл.1.1 (c. 5)

огнеупорных изделий - табл. 1.2 (c. 7)

теплоизоляционных материалов и изделий - табл. 1.3 (c. 8), 1.50 (c. 40), 1.52 (c. 42)

сталей - табл. 1.4 (c. 9)

углеродистых сталей - табл. 1.11 (c. 15), 1.40 (c. 32)

низколегированных сталей - табл. 1.26 (c. 27)

высоколегированных сталей - табл. 1.34 (c. 30)

хромистых сталей - табл. 1.31 (c. 29), 1.39 (c. 32)

металлов и сплавов - табл. 1.5 (c. 9), 1.6 (c. 10), 1.8 (c. 12)

цветных металлов и технических сплавов - табл. 1.25 (c. 26)

чугунов - табл. 1.41 (c. 33)

накипи - табл. 1.49 (c. 39)

Коэффициент температуропроводности

металлов - табл. 1.9 (c. 13)

углеродистых сталей - табл. 1.15 (c. 18)

низколегированных сталей - табл. 1.30 (c. 29)

высоколегированных сталей - табл. 1.38 (c. 31)

Максимальная рабочая температура

огнеупорных изделий - табл. 1.2 (c. 7)

теплоизоляционных материалов и изделий - табл. 1.3 (c. 8)

Плотность

строительных, теплоизоляционных и других материалов - табл. 1.1 (c. 5)

огнеупорных изделий - табл. 1.2 (c. 7)

теплоизоляционных материалов и изделий - табл. 1.3 (c. 8)

углеродистых сталей - табл. 1.14 (c. 17)

низколегированных сталей - табл. 1.29 (c. 28)

хромистых нержавеющих сталей - табл. 1.33 (c. 29)

высоколегированных сталей - табл. 1.37 (c. 31)

газов - табл. 1.67 (c. 59)

Удельная теплоемкость

строительных, теплоизоляционных и других материалов - табл. 1.1 (c. 5)

огнеупорных изделий и материалов - табл. 1.2 (c. 7), 1.47 (c. 39), 1.51 (c. 41)

окислов – основных компонентов огнеупорных материалов и шлаков - табл. 1.18 (c. 19)

теплоизоляционных материалов - табл. 1.48 (c. 39)

углеродистых сталей - табл. 1.12 (c. 15), 1.13 (c. 16)

низколегированных сталей - табл. 1.27 (c. 28), 1.28 (c. 28)

хромистых нержавеющих сталей - табл. 1.32 (c. 29)

высоколегированных сталей - табл. 1.35 (c. 30), 1.36 (c. 31)

металлов - табл. 1.21 (c. 22)

серых чугунов различного состава - табл. 1.44 (c. 36)

газов - табл. 1.73 (c. 66)

100