夏　宇,仇性启,惠媛媛

(中国石油大学(华东) 化学工程学院,山东 青岛 266580)



伴有参与性介质的开口系统传热研究

夏宇,仇性启,惠媛媛

(中国石油大学(华东) 化学工程学院,山东 青岛 266580)

摘要:基于耗散极值原理,综合考虑高温烟气和高温固体壁面间的辐射对流耦合传热过程,推导出适用于伴有参与性介质的等温漫射灰体开口系统传热分析的平衡方程,并验证该方程的正确性,拓展了理论应用范围.将该方程应用于现代燃烧单元结构分析,通过Matlab软件编程,理论计算得到再辐射壁面开口宽度、燃烧筒到烟气出口垂直距离、炉灶开口宽度等参数对热效率、锅底和燃烧筒传热量、再辐射壁面温度的影响规律,指出炉灶开口宽度是影响现代燃烧单元传热性能的关键结构参数.

关键词：耗散；等温漫射；传热；现代燃烧单元

1模型建立与方程推导

对于伴有参与性介质的等温漫射灰体开口系统(本文统称为“系统” )中任一表面k ,能量守恒方程可以表示为

(1)

式中：Qnet-k为表面k的净传热量；τ为表面辐射热能通过烟气时的衰减系数[17]；Qi为表面i 发射的热能；Bi→k为吸收系数,表示由表面i发射而被表面k吸收的热能所占份额；Qg为烟气对表面k的辐射传热量；Qcon为采用牛顿冷却定律计算烟气与壁面间的对流传热量.等式右边第二项表示由表面i发射而被气体吸收后透射到表面k的能量.

式(1)为系统能量平衡方程.可以看出方程形式与一般能量守恒方程一致[17].规定系统表面发射能量为正,吸收能量为负.当表面k为凹表面时,表面发射能量会被自身部分吸收；……