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 0^о К.

(6.53)

(6.54)

В этих формулах р – парциальное давление газа, бар; s – средняя толщина слоя газа, м; Т - средняя температура газов, К.

Анализ уравнений (6.53) и (6.54) показывает, что излучательная способность газов не подчиняется закону Стефана-Больцмана. Так излучательная способность водяных паров пропорциональна Т³, а излучательная способность углекислого газа – Т^3,5.

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:

q_изл = '_ст· (q_г – q_ст), (6.55)

где '_ст – эффективная степень черноты стенок канала;

q_г – количество теплоты, излучаемое углекислым газом и водяным паром при средней температуре газов;

q_ст – количество теплоты, поглощаемое углекислым газом и водяным паром при средней температуре стенок канала;

'_ст = . (6.56)

Коэффициент теплоотдачи излучением:

(6.57)

Некоторые авторы для практических расчетов излучения газов рекомендуют пользоваться законом четвертых степеней, законом Стефана-Больцмана:

(6.58)

где '_ст – эффективная степень черноты стенок канала;

С_s = 5,66 Вт/м²·К⁴ – коэффициент излучения АЧТ.

_г = q_г / q_s – отношение количества энергии излучения газа к количеству энергии излучения АЧТ и отнесенное к 1 м² поверхности.

_г = _СО2 + · _Н2О – _г. (6.59)

Величины _СО2, , _Н2О – определяются по графикам.

_г – поправка, учитывающая взаимное поглощение энергии излучения газами.

Для дымовых газов _г = 2 - 4 %.

- поправочный коэффициент, учитывающий более сильное влияние парциального давления по сравнению с влиянием толщины слоя газа.

'_г = '_СО2 + · '_Н2О – поглощательная способность газа при средней температуре стенок канала, определяется по тем же графикам.

Эффективная толщина слоя газа s принимается по табл. 29-2, стр.436.

 

Сложный теплообмен

Обычно передача теплоты от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой происходит через разделительную стенку.

При этом в передаче теплоты одновременно участвуют все виды теплообмена – теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплообмен, учитывающий все виды теплообмена, называют сложным теплообменом.

Количественной характеристикой процесса теплообмена от горячего теплоносителя к стенке и от стенки к холодному теплоносителю является коэффициент теплоотдачи.

₁ = _к1 + _и1; ₂ = _к2 + _и2.

Причем коэффициенты _к1 и _к2 учитывают передачу теплоты теплопроводностью и конвекцией, а _и1 и _и2 – передачу теплоты излучением.

В этом случае уравнение коэффициента теплопередачи для плоской стенки принимает вид: , Вт/м² К.