Наружной поверхности стенки окружающему воздуху

Суммарный коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стенки окружающему воздуху зависит от теплопередачи и конвекцией, и излучением:

a₂ = a_конв + a_излуч.

Конвективная составляющая суммарного коэффициента теплоотдачи может быть определена следующим образом.

Среднюю теплоотдачу при свободной конвекции воздуха в большом объеме около вертикальной стены можно рассчитать исходя из следующих зависимостей [8]:

= C (CrּPr)ⁿ / e, (П 2.1)

где

= (a_конвּl / l), (П 2.2)

– критерий Нуссельта; Pr = n / a – критерий Прандтля; Cr = (g b ּD t l ³)/n² – критерий Грасгофа; a_конв – конвективная составляющая коэффициента теплоотдачи, Вт/(м² · К); n – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с; a – коэффициент температуропроводности воздуха, м²/с; l – теплопроводность воздуха, Вт/(м · К); g – ускорение силы тяжести, м/с²; b – коэффициент объемного расширения воздуха, 1/К; D t = t _{пов. стенки} – t _{воздуха вдали от пов. стенки}, °С; l – характерный размер омываемой поверхности, для вертикальных пластин (стенки) l – длина пластины, м.

Физические свойства воздуха выбираются при температуре

t _ср = (t _стенки + t _{воздуха}) / 2.

Значения C, n и e зависят от произведения (Cr ּPr). При постоянной температуре теплоотдающей поверхности:

C n e

0,8 1/4

0,15 1/3 1

После определения значения Nu по формуле (П 2.1) a _конв рассчитывается по формуле (П 2.2):

a _конв = ּl / L.

Значение конвективной составляющей суммарного коэффициента теплоотдачи зависит от положения теплоотдающей поверхности: для горизонтальной стенки, обращенной теплоотдающей поверхностью кверху, оно на 30 % больше, чем для вертикальной стенки; для горизонтальной стенки, обращенной теплоотдающей поверхностью книзу, – на 30 % меньше, чем для вертикальной.

Коэффициент теплоотдачи излучением может быть определен в соответствии с законом Стефана – Больцмана по формуле

,

где Е – степень черноты излучающей тепло поверхности; 5,75 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м² · К⁴).

В данном случае приходится учитывать, что излучающей поверхностью является не огнеупор, а стальной кожух конвертера.

Приложение 3

Таблица П3.1

Дата добавления: 2015-07-18