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今日辐射多孔体传热特性的研究

发布时间:2021-07-14 08:07:49 阅读: 来源:电动泵厂家

辐射多孔体传热特性的研究

STUDY ON THE HEAT-TRANSFER SPECIALITY (6)、发挥产业链协同效应OF RADIANT

POROUS BODYXing Guiju Li Wenzhong

(Anshan Iron and Steel Technology Institute)

Tang Tiexun*

(*Northeastern University)Abstract:Regarding radiant porous body with square apertures as object,two kinds of heat-transfer mathematical models are set up,one only considers radiation effect and the other considers both radiation and e temperature distribution in aperture and directionally effective radiation regularity are analyzed by numerical is testified by quasi-industry burning aperture experiment,and the result is in accordance with theoretical is research result provides some theoretical and pract阳极氧化铝同时能够为金属着色ical basis for wide application of the energy-saving component.

Keywords:radiant porous body square 主要技术参数:aperture effective radiation temprature distribution numerical calculation energy-saving引言 近些年来在冶金、化工、热动力及太阳能利用等方面广泛应用的新型节能元件——辐射多孔体,又称多孔隙固体壁、蜂窝体、辐射栅、辐射,它是一种安装在热空间内使气体易通过,热射线难于通过的用陶瓷或金属等材料制成的多孔隙固体。它的多孔性,使之具有很大的几何表面积,因而能够把燃烧气体显热高效地转换成固体辐射热;又由于辐射传热的特性,使它向上游的固体辐射大于向下游的固体辐射。这一特性对于实现节能降耗具有深远的意义。

关于辐射多孔体传热特性的理论研究,日本人越俊亮三等在这方面作了许多工作,国内也有一些学者就辐射与对流复合传热方面进行过探讨。本文从方形断面的单孔道入手,建立只考虑辐射作用时以及辐射与传导复合存在时的两种多孔体传热数学模型,数值分析了孔道内温度场的分布,并采用不同结构的陶瓷质辐射多孔体,通过半工业燃烧通道实验验证,从理论和实践上深入地研究了它的传热特性。1 数值计算符号说明ts1、ts2——上游侧、下游侧平均热气体的温度,℃

td1、td2——多孔体入口、出口端面温度,℃

T——绝对温度,K

a——孔道边长,m

b——孔道间距之半,m

不触及劳资纠纷等

L——孔道长度或多孔体厚度,m

n——孔道被分割数

i、j——微方环序号

dx2.增强阻燃绝热聚氨酯泡沫材料:水蒸汽透过率2.8 g/m2/h;导热系数(⑴63 ℃)≤0.019 W/(m·k);氧指数(%)≥24;垂直燃烧(20s内焰尖高度mm≤110~120(点燃自熄)、dy——微方环厚度,m

x、y——孔道某一段长度,m

A0、An+1——孔道入口和出口断面,m2

ε——多孔体黑度

α——多孔体吸收率

λ——多孔体导热系数,W/(m℃)

σ0——绝对黑体的斯蒂芬-波尔兹曼常数,W/(m2K4)

φ——多孔体辐射角度系数

q——净辐射热流密度,W/m2

Qdr、Qdc——导入和导出多孔体的热量,W

H——投入辐射,W/m2

J——有效辐射,W/m2

Eb、E——绝对黑体和多孔体的辐射能力,W/m2

Jsy、Jxy——多孔体射向上、下游的有效辐射,W/m22 只考虑辐射作用时的多孔体传热数学模型 在高温气体的通道中,如果气体流动很慢,而安装在这里的辐射多孔体本身导热系数比较小,通道断面与多孔体单孔道断面相差悬殊。多孔体单孔道内气层极薄,孔道间距也很小,在与气流垂直的各断面上,孔道之间温度分布均匀,这时可以忽略高温气体的对流和辐射作用,将单孔道内的传热现象简化为一维的固体辐射的传热问题来研究。

在辐射多孔体中取一单孔道,设孔道内为漫射——灰表面,且为绝热面,将孔道分割成n个微方环,即:i=1,2,3……j,……n,其物理模型见图1。图1 只考虑辐射作用的多孔体单孔道物理模型

由灰体表面有效辐射、吸收率和换热量的关系可知,第i环内表面的净辐射热流密度为:qi=Ei-αiHi=εiEbi-αiHi 由克希霍夫定律,εi=αi故有:qi=εi(Ebi-Hi) (1) 任意环表面j向环表面的有效辐射总能量为JjAj,那么,JjAjφj→i为j环表面到达i环表面的有效辐射能量。由角度系数的互换性:JjAjφj→i=JjAiφi→j,则i环接受j环投入的辐射热量为JjAiφi→j,单位i表面接受的投入辐射量为Jjφi→j,即: (2)将(2)式代入(1在拉压构件中其刚度为:式中 A0为零件的横截面积)式,有: (3)

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