Расчет теплообмена излучением между газом и стенками канала очень сложен и выполняется с помощью графиков и таблиц.
Более простой и надежный метод разработан Шаком, который предлагает следующие уравнения, определяющие излучение газов в среду с температурой 0о К.
В этих формулах р – парциальное давление газа, бар; s – средняя толщина слоя газа, м; Т - средняя температура газов, К.
По этим же формулам вычисляется и теплота, поглощаемая газами от излучения стенок канала, но вместо средней температуры газов в них подставляется средняя температура стенок канала.
Количество теплоты, воспринятое стенками канала в результате теплообмена излучением между газом и стенкой, определяется уравнением:
qизл = ε'ст· (qг – qст),
где ε'ст – эффективная степень черноты стенок канала;
qг – количество теплоты, излучаемое углекислым газом и водяным паром при средней температуре газов;
qст – количество теплоты, поглощаемое углекислым газом и водяным паром при средней температуре стенок канала;
ε'ст = .
Коэффициент теплоотдачи излучением:
Некоторые авторы для практических расчетов излучения газов рекомендуют пользоваться законом четвертых степеней, законом Стефана-Больцмана:
где ε'ст – эффективная степень черноты стенок канала;
Сs = 5,66 Вт/м2·К4 – коэффициент излучения АЧТ.
εг = qг / qs – отношение количества энергии излучения газа к количеству энергии излучения АЧТ и отнесенное к 1 м2 поверхности.
εг = εСО2 + β· εН2О – Δ εг.
Величины εСО2, β, εН2О – определяются по графикам.
Δ εг – поправка, учитывающая взаимное поглощение энергии излучения газами.
Для дымовых газов Δ εг = 2 - 4 %.
β - поправочный коэффициент, учитывающий более сильное влияние парциального давления по сравнению с влиянием толщины слоя газа.
ε'г = ε'СО2 + β· ε'Н2О – поглощательная способность газа при средней температуре стенок канала, определяется по тем же графикам.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте процесс теплообмена излучением между поверхностями, разделенными ослабляющей средой для параллельных пластин
2. Охарактеризуйте процесс теплообмена излучением между телами, одно из которых находится внутри другого
3. Охарактеризуйте процесс теплообмена излучением между произвольно расположенными телами
4. Охарактеризуйте процесс излучение газов