通過平壁的傳熱

　　有一厚度為‘的平壁，其導熱系數(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，因此對內(nèi)外側(cè)而言，傳熱系數(shù)在數(shù)值上也不相等，習慣上都是以圓筒外表面積為準進行計算。設(shè)圓管的長度為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，可以導出圓管單位長度的傳熱覺為當管壁不太厚時(d2/d，<2時)，可以近似地把圓筒壁作為平壁來考慮，這時單位管長的傳熱量。

　　火焰爐爐膛內(nèi)的熱交換

　　爐膛內(nèi)的熱交換機理是相當復雜的。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相互進行輻射熱交換，同時爐氣還以對流給熱的方式向爐壁和金屬傳熱，爐壁又將熱輻射給金屬，爐壁在其中起一個中間物的作用。此外爐壁又通過傳導損失一部分熱量。

　　對于爐內(nèi)復雜的熱交換過程進行一些必要的假設(shè)以后，可以得到一個用于實際計算的公式。這些假設(shè)是:

　　(1)爐膛是一個封閉體系;

　　(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。

　　這時通過加熱爐的爐壁傳導的熱損失可以近似認為剛好由對流傳給爐壁表面的熱量來補償。根據(jù)上述假設(shè)，考察·下爐膛內(nèi)熱交換的機理，如圖3-25所示。所用符號F。，T，。、A分別代表輻射能力、溫度、黑度、換熱面積，角標g，w，m分別代表爐氣、爐壁和金屬91為爐壁對金屬的角度系數(shù)。華=A，/A、。認、氨分別代表爐壁和金屬的有效輻射。Q代表金屬凈獲的輻射熱。運用有效輻射及熱平衡的概念。可以推導出爐膛內(nèi)輻射熱交換的計算式。投射到爐壁上的熱量有三部分:爐氣的輻射，金屬的有效輻射[氨(1-e，)]，爐壁的有效輻射投射到自身[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，也就是爐壁的有效輻射Q等于投射到爐壁上的熱量。