管式炉的辐射传热计算·含斜墙箱式炉立式炉直接交换面积计算

管式炉的辐射传热计算管式炉的辐射传热计算 含斜墙箱式炉含斜墙箱式炉( (立式炉立式炉) )直接交换面积计算直接交换面积计算 工程背景如图图 4-184-18 所示的立式炉。下文以斜面与斜面之间的直接交换面积为例 进行推导，其他的直接交换面积则只给出结果，并加以验证。 1 1）斜面与斜面之间的直接交换面积）斜面与斜面之间的直接交换面积 如图 4- 19 所示， 梯形的两腰分别表示立式炉的两斜面 S i、 Sj； dSi 、 dS j 为 的微元表面;A、B 为 dSi dSj的中心点，微元表面的中心连接线 AB 为 R；与微元 表面的法线构成夹角Φ i、Φ j；dSi微元表面法线交于 Sj的点为 D;设 dSi、dSj在 Y 方向上不等距；K 为 B 在 Y 方向上的投影，即 BK 表示 dSi、dSj在 Y 方向上 的距离△Y。 1 在△在△ABDABD 中，按余弦定律中，按余弦定律 若能求出若能求出 BDBD、、ADAD，则能求出，则能求出 coscosΦΦi i。。 C 为过 D 作 X 轴的平行线与过 A 作 X 轴垂线的交点，E 为过 D 作 x 轴的垂 线与 x 轴的交点，w、F 表示梯形腰与下底交角的顶点。梯形腰与下底之间的夹 角为α 。 2 3 式中 P——梯形下底的宽度，即立式炉地面的宽度; R——两微元表面中心的连线; K——气体吸收系数; α ——梯形腰与底线之间的夹角; Y i、yj、zi、zj——下标所示微元表面在 Y 轴或 Z 轴的坐标; △Y、△Z——两微元在 Y、Z 方向上的距离。 2) 2) 立式炉其他直接交换面积立式炉其他直接交换面积 类似的可以推出立式炉直接交换面积公式。 立式炉斜而对斜面的直接交换而积公式表达式为 4 气体对斜面的直接交换而积表达式为: 以上各式的符号与斜面对斜面的直接交换面积公式相同。 3)3)推导公式的验证推导公式的验证 为了验证上述推导所得公式的正确性， 取系统如图4-20所示的几何形状， 发射面为斜面 1，接受面为斜面 3，上下底面为 5、6，前后梯形面为 2、4。计 算时取吸收系数 k 近似为零。 计算结果如下: 5 按直接交换面积的完整性 取图 4-21 内气体为发射区 g，吸收系数 k=0.251 6 很小的误差是计算机数值积分所引起的。 7