第七章 辐射传热与管式加热炉
热电偶与热空气的对流传热：qA??c?Tg?T1? 热电偶与管壁的辐射传热： qB??o?T14?T24??1A1?1???1???1A2??2??
其中式中下标1为热电偶，2为管壁， ?
A1A2?0 ? ?g1?Tg?T1?A1??1?o?T14?T24?A1
?1?o40.8?5.67?10?84?T1?T2??200??4734?3734?=230℃ Tg?T1??g146.52 误差：??230?200?100%?13.04% 230 如果在热电偶外加一遮热罩，可以减少测量误差。
13.如果上一题中的热电偶外增加一遮热罩，其黑度为0.8。空气至热电偶热端的对流传热膜系数仍为46.52w/( m2·K)，空气至遮热罩内、外壁的对流传热膜系数为11.63W/( m2·K)。假设其它条件不变，试求以热电偶读数作为空气温度之测量误差。 解：解法一（热偶的读数为200℃） 热电偶的热端既与热空气进行对流传热，又与遮热罩进行辐射换热，当热电偶的读数稳定时，上述两个热量达到平衡，即
热电偶与热空气的对流传热：qA??c?Tg?T1? 热电偶与遮热罩的辐射传热： qB?qA?qB
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?A1A2?1????1????2?
第七章 辐射传热与管式加热炉
其中式中下标1为热电偶，2为遮热罩 ? A1A2?1 ? ?c?Tg?T1???o?T14?T24?1?1?1
?2?15.67?10?8473.154?T24代入数据：46.52?Tg?200??11??10.80.8
??整理得：46.52Tg?3.78?10?8T24?2.39?104 （1） 对遮热罩作热量衡算： 空气对流传给遮热罩的热： qair?2?c2?Tg?T2??2?11.63?Tg?T2??23.26?Tg?T2?
热电偶的热端辐射给遮热罩的热： qR1??o?T14?T24?1?1??A1?1???1?A2???2?5.67?10?8473.154?T24?
11??10.80.8??其中式中下标1为热电偶，2为遮热罩，A1遮热罩辐射给管壁的热： qR2?A2?1
?o?T24?Tw4?1?1??A1?1???1??A2??2?4???oT24?TW?0.8?5.67?10?8T24?373.154
????其中式中下标1为遮热罩，2为管壁，A1当达到热平衡，qair+ qR1= qR2
A2?0
代入数据整理,得8.32?10?8T24?23.26T2?23.26Tg?2.77?103 (2)
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第七章 辐射传热与管式加热炉
由(1)，(2)可解得：T2?451K，Tg?480.1K=207℃ 误差：
207?200?3.43%
207解法二：（空气温度不变为230℃）：
热电偶与热空气的对流传热：qA??c?Tg?T1? 热电偶与遮热罩的辐射传热： qB??o?T14?T24?1?1?A1A2?1????1????2?
其中式中下标1为热电偶，2为遮热罩， ? A1A2?1 ? ?c?Tg?T1???o?T14?T24?1?1?1 ?2?15.67?10?8T14?T24代入数据：46.52?503.15?T1??11??10.80.8 2整理得：46.52?503.15?T1???5.67?10?8T14?T24 （1）
3????对遮热罩作热量衡算： 空气对流传给遮热罩的热： qair?2?c2?Tg?T2??2?11.63?503.15?T2??23.26?503.15?T2?
热电偶的热端辐射给遮热罩的热： qR1??o?T14?T24?1?1?A1A2?1????1????2??2?5.67?10?8T14?T24 3??其中式中下标1为热电偶，2为遮热罩，A1遮热罩辐射给管壁的热：
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A2?1
第七章 辐射传热与管式加热炉
qR2??o?T24?Tw4??1A1?1????1??1A2??2??4???oT24?TW?0.8?5.67?10?8T24?373.154
????其中式中下标1为遮热罩，2为管壁，A1当达到热平衡：qair+ qR1= qR2 代入数据整理,得：
A2?0
223.26?503.15?T2?+ ?5.67?10?8T14?T24=
3??0.8?5.67?10?8T24?373.154 (2)
??由(1)，(2)可解得：T1?493.62K=220.47℃，T2?467.19K=194.04℃ 误差：230?220.47?4.1% 2302014.某燃料油相对密度d4＝0.970，含硫1.4％(质量)，试求其低发热值和理论空气用量。 20?26?15?0.97?11.45 解：燃料油的族组成：H?26?15d4 C?100??H?S??100?11.45?1.4?87.15
低发热值：Q???81C?246H?26?S?O??6W??4.187 =?81?87.15+246?11.45+26?1.4??4.187
=4.1503?104 kJkgFuel 1?2.67C?8H?S?O?23.21?2.67?87.15?8?11.45?1.4? =23.2 =14.038 kgAirkgFuel理论空气用量：Lo?15加热炉的燃料为重油，其组成(质量百分比)为：C－84％；H－13％；S－1.5％；0－1.5％试求：(1)重油的低发热值；(2)理论空气用量；(3)过剩空气
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第七章 辐射传热与管式加热炉
系数?＝1.3时的实际空气用量。
解：(1)低发热值：Q???81C?246H?26?S?O??6W??4.187
=?81?84+246?13+26?0??4.187=4.19?104 kJkgFuel
(2)理论空气用量：Lo?1?2.67C?8H?S?O? 23.21?2.67?84?8?13?0? 23.2=14.15kgAirkgFuel=(3)L?L?0?14.15?1.3?18.40
16.已知燃料气之组成如下，试求其低发热值及理论空气用量。
解：由表6-3（P217）可查得各种气体的体积低发热值：
Q???q?iyi?(23384?4.2?11096?9.59?35711?28.01 ?63584?11.09?59472?2.12+91034?9.65?86411?9.40 ?109281?4.39?113719?7.25?138378?0.36)/100 =5.0882?104 kJnm3Fuel
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