通過平壁的傳熱

　　有一厚度為‘的平壁，其導(dǎo)熱系數(shù)為x，壁的左側(cè)是溫度為t，的氣體，它和壁面的綜合給熱系數(shù)為口。壁的右側(cè)是溫度為t，的另一氣體，它和壁面的綜合給熱系數(shù)為a2。平壁兩側(cè)的溫度分別為匕和t2。如果t，>t2，則熱量將通過平壁由一氣體傳給另一氣體。在穩(wěn)定態(tài)情況下，氣體傳給壁面的熱等于通過平壁傳導(dǎo)傳遞的熱，也等于壁面右側(cè)傳給另一氣體的熱。

　　通過圓筒壁的傳熱

　　圓筒壁的傳熱問題與通過平壁的傳熱基本類似，不同的只是圓筒壁的外表面和內(nèi)表面面積不同，因此對(duì)內(nèi)外側(cè)而言，傳熱系數(shù)在數(shù)值上也不相等，習(xí)慣上都是以圓筒外表面積為準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。設(shè)圓管的長(zhǎng)度為I，內(nèi)外直徑分別為d:和dz，管內(nèi)流過溫度為I，的熱氣體，管外為溫度t:的冷氣體。管的導(dǎo)熱系數(shù)為人，管內(nèi)外側(cè)的總給熱系數(shù)分別為all和a，2，根據(jù)穩(wěn)定態(tài)傳熱的原理，可以導(dǎo)出圓管單位長(zhǎng)度的傳熱覺為當(dāng)管壁不太厚時(shí)(d2/d，<2時(shí))，可以近似地把圓筒壁作為平壁來考慮，這時(shí)單位管長(zhǎng)的傳熱量。

　　火焰爐爐膛內(nèi)的熱交換

　　爐膛內(nèi)的熱交換機(jī)理是相當(dāng)復(fù)雜的。參與熱交換過程的基本上有三種物質(zhì):高溫的爐氣、爐壁、被加熱的金屬，它們?nèi)咧g相互進(jìn)行輻射熱交換，同時(shí)爐氣還以對(duì)流給熱的方式向爐壁和金屬傳熱，爐壁又將熱輻射給金屬，爐壁在其中起一個(gè)中間物的作用。此外爐壁又通過傳導(dǎo)損失一部分熱量。

　　對(duì)于爐內(nèi)復(fù)雜的熱交換過程進(jìn)行一些必要的假設(shè)以后，可以得到一個(gè)用于實(shí)際計(jì)算的公式。這些假設(shè)是:

　　(1)爐膛是一個(gè)封閉體系;

　　(2)爐氣、爐壁、金屬的各自溫度都是均勻的。

　　(3)輻射射線的密度是均勻的，爐氣對(duì)射線的吸收率在任何方向上是一樣的;

　　(4)爐氣的吸收率等于其黑度，黑度是就氣體溫度而言，爐壁和金屬的黑度不隨溫度而變化;

　　(5)金屬布滿爐底，其表面不能“自見”;

　　(6)爐壁內(nèi)表面不吸收輻射熱。即投射到該表面的輻射全部返回爐膛。

　　這時(shí)通過加熱爐的爐壁傳導(dǎo)的熱損失可以近似認(rèn)為剛好由對(duì)流傳給爐壁表面的熱量來補(bǔ)償。根據(jù)上述假設(shè)，考察·下爐膛內(nèi)熱交換的機(jī)理，如圖3-25所示。所用符號(hào)F。，T，。、A分別代表輻射能力、溫度、黑度、換熱面積，角標(biāo)g，w，m分別代表爐氣、爐壁和金屬91為爐壁對(duì)金屬的角度系數(shù)。華=A，/A、。認(rèn)、氨分別代表爐壁和金屬的**輻射。Q代表金屬凈獲的輻射熱。運(yùn)用**輻射及熱平衡的概念?？梢酝茖?dǎo)出爐膛內(nèi)輻射熱交換的計(jì)算式。投射到爐壁上的熱量有三部分:爐氣的輻射，金屬的**輻射[氨(1-e，)]，爐壁的**輻射投射到自身[Q。(I-c)(1-，p)]0按爐壁不吸收輻射熱的假設(shè)條件，爐壁的差額熱量等于零，也就是爐壁的**輻射Q等于投射到爐壁上的熱量。