第十一章 半辐射受热面及其传热计算

(10 53)
ka k g r kash ash m1
(10 54)
辐射层有效厚度
S 3.6 V F
m (10 55)
光管管束
S
0.9d ( 4
s1s2 d2
1)
(10 56)
鳍片管和肋片管(T1高时)，分别乘系数0.4和0.25.
烟气在管内纵向冲刷 S 0.9di (10 57)
1、转子有效截面积Fa
2、受热面积 H CF FahF
3、各分仓流通截面积
（式10-71）
（式10-72）
（式10-74）
Fi Fa fhs xi
受热面占据的截面积
4、当量直径
f hs
H hs
2h
（式10-75）
d eq
4F U
4Fa fhs
2lhs
2Fa （f式hs 1 0-76）
lhs
第16页，共36页。
第十章 对流受热面传热计算
第五节 污染系数、热有效系数、利用系数和鳍(肋 )片效率
在对流受热面的传热计算中，用来表示受热面的灰污程度有 三种系数：
一、污染系数 二、热有效系数 三、利用系数
四、鳍（肋）片效率（图10-12）
第17页，共36页。
第十章 对流受热面传热计算
污染系数
对流受热面传热计算
第1页，共36页。
本章内容：
1、传热计算的3个基本方程（传热方程、烟气和 工质的热平衡方程）；
2、传热方程中各项变量的计算（温差、传热系
数、污染系数、传热面积）。
第2页，共36页。
第十章 对流受热面传热计算
第一节 对流传热计算的基本公式
对流传热的特点
1、就对流传热本身而言 考虑温度的影响 考虑气流速度的影响

基本定律 ：1. 普朗克定律
2. 斯狄芬-玻耳兹曼定律（维恩位移定律）
3. 兰贝特定律
4.基尔霍夫定律
基本原理： 1.辐射换热的分析与计算（四大部分）
2.遮热板原理的分析与计算

5.67 (1T010
)4

( T2 100
1 1 1
)
4


B(T14
T24 )
1 2
1 2
有板3时，对稳态有： q1,2’=q1,3=q3,2；其中q1,3=B(T14-T34)
图11 遮热板
q3,2=B(T34-T24);而q1,3+q3,2=B(T14-T34)+B(T34-T24)=B(T14-T24)= q1,2
这些都是用减少发射率(吸收比)的方法来削弱换热的例子。
在实际工程应用中，多采用遮热板来减少辐射换热的方法。
所谓遮热板，是指插入两个辐射换热表面之间以削弱辐射 换热的薄板。
如图11所示
假设 1 2 3 只考虑单位面积
无板3时，
q1,2

(Eb1 Eb2 ) 1 1 1
A11 A1 X1,2 A2 2
2. 三灰表面间的辐射换热
应用电学中的基尔霍夫定律， 可列出节点的热流方程：
J1 :
Eb1 J1
1 1

J2
1
J1

J3
1
J1
0
1 A1
A1 X1,2 A1 X1,3
J2 :
Eb2 J 2
12

J1 J2 1

J3 J2 1
0
辐射能的百分数随之而异，从而
影响到换热量。

有效辐射： 单位时间内离开单位面积表面的总辐射能, 用符号J表示。
J = E + ρG = εEb + (1 − α )G
漫灰表面之间的辐射换热
单位面积的辐射换热量=？
应该等于有效辐射与投入辐射之差
Φ= A
也等于自身辐射力与吸收的投入辐射能之差
J− Φ A
G = εEb
α =ε
− αG
Φ
=
Aε 1−ε
X
1,
2

1 ε1
− 1
+1+
X
2.1

1 ε2
− 1
= ε s A1 X1,2 (Eb1 − Eb2 )
εs
=

X
1,
2

1 ε1
−1 + 1 +
X
2.1

1 ε2
− 1 −1
系统黑度
6
两个漫灰表面构成的封闭空腔中的辐射换热
两块平行壁面构成的封闭空腔
角系数的曲线图
（a）平行的等面积矩形
（c）垂直的两个矩形
2 角系数的性质
(1) 相对性 (2) 完整性
A1 X 1,2 = A2 X 2,1
－互换性
封闭空腔的所有表面的角系数之和等于1
n
∑ X i , j = X i ,1 + X i ,2 +L+ X i ,i +L + X i ,n = 1
j =1
黑体辐射
Lb
=
Eb π
角系数的定义式
∫ ∫ Φ1→2 =
A1
A2
Eb1
cosθ1 cosθ 2 πr 2

第7章过热器和再热器判断题：1．汽-汽热交换器是利用过热蒸汽来加热再热蒸汽以达到调节再热蒸汽温度的目的。

(√) 2．与中压锅炉相比较，高压锅炉过热器吸热量在锅炉总吸热量中所占比重减少，而蒸发热量比重增加。

(×) 3．超高压锅炉蒸汽参数为P＝100×0.098MPa。

(×)问答题：1．过热器和再热器按传热方式分为哪几种型式？按照传热方式的不同，过热器和再热器可分为对流式、辐射式和半辐射式三种。

受烟气直接冲刷，以对流传热为主要方式吸收烟气热量的过热器或再热器称对流式。

它们一般布置在锅炉的水平烟道或尾部烟道上部。

布置在炉膛内壁面上，直接吸收辐射热的过热器或再热器称辐射式。

如广泛采用的顶棚过热器，布置在炉内某一部位的壁式过热器或再热器。

某些高参数大容量直流锅炉水冷壁的上段，实质上也是辐射式过热器。

半辐射式过热器，是指布置在炉膛出口烟窗处，既能接受炉内的直接辐射热，又受烟气直接冲刷吸收烟气对流热的受热面，通常称为屏式过热器。

吸收对流热和辐射热的比例，视其布置部位烟温高低而不同。

2．过热器的作用是什么?过热器是把饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽的设备。

饱和蒸汽加热成过热蒸汽后，提高了蒸汽在汽轮机中的做功能力，即蒸汽在汽轮机中的有用焓降增加，从而提高了热机的循环效率。

此外，采用过热蒸汽还可降低汽轮机排汽湿度，避免汽轮机叶片被浸蚀，为汽轮机进一步降低排汽压力及安全运行创造了有利条件。

蒸汽温度的提高，受到钢材的高温特性及造价的限制。

当前，大多数电站锅炉的过热蒸汽温度在540-550℃之间。

3．再热器的作用是什么?什么参数的锅炉装再热器?再热器的作用，是把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽，送回锅炉中重新加热，然后再送回汽轮机的中、低压缸继续做功。

为提高机组循环效率，只提高蒸汽压力而不提高温度，会使汽轮机的排汽湿度过高，影响汽轮机安全。

而进一步提高蒸汽温度，又受到钢材的高温特性及造价的限制。