第七章 辐射传热与管式加热炉
1.3kg/Nm3，用量为l070Nm3/h，燃料低发热值为51.29MJ/Nm3。试求当过剩空气系数?＝1.3时，此炉能否完成加热任务。 解：⑴辐射室的热负荷：QR 其中：G Ii IV IL
?G?eIV??1?e?IL?Ii?
?102.5?103kgh?28.47kgs e=0.3
?1.01?173?4.187?103?7.3159?105 Jkg ??273?3??4.187?103?1.143?106 Jkg
?1.01?232?4.187?103?9.811?105 Jkg
? QR?28.47?0.3?1.143?106??1?0.3??9.811?105?7.3159?105 =8.486?106 W ⑵当量冷平面面积： 辐射管：??Acp1?nS1Lef?52?0.304?12?189.70 m2
Sdo?2得?1?0.885 查图6-25中B线由 遮蔽管： Acp2?nS1Lef?8?0.304?2.748?6.683 m2 ?2?1.0
?Acp?0.885?189.70?1.0?6.683?174.19 m2
⑶有效辐射面积与当量冷平面面积之比： 炉膛总面积：
?A??Dh?2?? 42???5.518?12.68?2?0.785?5.518?267.5m2D2 有效反射面面积：
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第七章 辐射传热与管式加热炉
AR??A??Acp?267.5?174.19?93.31m2
AR93.31 反射面与辐射面面积的比值：??0.536
?Acp174.19⑷烟气黑度： 已知空气过剩系数? CO2?1.3，由图6-26（P225）查得
?H2O的分压：PCO2?H2O?0.223atm
由表6-4（P225）查得烟气的平均辐射长度：L?1d ? PL=0.233?5.518=1.231 atm?m ?5.518m
由于烟气温度未知，因此需要先假设一个烟气温度。 设tg?700℃,查图6-27（P226）得烟气黑度为?g?0.548
⑸总辐射交换因素F： 由图AR6-28（P227），根据?0.536，?g?0.548
?Acp 可查得F=0.603 ⑹辐射室热平衡： ?q?qtg?BQ?q?QR? 根据 ，其中热损失??1???0.02 ???AcpF?Q?Q???AcpFQ? 烟气带走的热量损失：由图6-23（P219）中tg?700℃，
??1.3 可查得
qtgQ??0.36
q?qtg??1???1?0.02?0.36?0.62
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辐射室的热效率：
第七章 辐射传热与管式加热炉
辐射段总吸热量：
QR1070?51.29?106?0.62?174.19?0.603?3600 ?AcpF
?8.9976?104Wm2?7.7361?104kCalm2?h⑺辐射室烟气出口温度：
已知原料辐射室温度为290℃，出辐射室温度为370℃
??290?370?50?380℃ 则管壁温度可估算为Tt?2 根据图6-24（P223），取Tt 在图上定出A点： ?380℃的曲线 tg?700℃， 再假设tgQR?7.7361?104kCalm2?h?AcpF??
?850℃，由上面的方法可求出： ?g?0.527，F=0.587，qtgQ??0.45 QR1070?51.29?106??1?0.02?0.45??174.19?0.587?3600 ?AcpF
?7.9018?104Wm2?6.794?104kCalm2?h 在图上定出B点：
??QRtg?850℃，?6.794?104kCalm2?h?AcpF??
在图中连接A、B两点与Tt?380℃相交，可得交点坐标
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第七章 辐射传热与管式加热炉
QR tg?800℃，?7.2?104kCalm2?h?AcpF??
⑻辐射室的热效率： 由tg?800℃可计算得?g?0.527，F=0.587，qtgQ??0.448
??1?0.02?0.448?0.532
⑼辐射管表面热强度：
QR8.533?106qR???2.766?104 Wm2ARt52??0.152?12?8??0.152?2.748 ⑽能否完成任务：
QR' QR' ???AefF?7.2?104?174.19?0.582?1.163?8.533?106W?AcpF QR ??QR ' ?辐射室能满足要求 24.根据上题条件，假设对流室内装炉管(包括遮蔽管)共14排，每排8根Ф152× 8标准钉头管，钉头高为38mm。理论空气用量为13.1Nm3/Nm3燃料。试计算对流室的热负荷和钉头管的表面热强度。 25.根据23、24题计算结果，如对流室高为4.584m，烟气直径为Ф1600，试求所需烟气的高度。
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