考虑辐射强度沿截面方向减弱的炉内传热公式-东南大学学报.PDF

第３８卷第６期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ３８Ｎｏ６ 　 ２００８年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｎｏｖ．２００８ 　　　　　　 考虑辐射强度沿截面方向减弱的炉内传热公式 周强泰　　赵伶玲 （东南大学能源与环境学院，南京２１００９６） 摘要：分析了以２个平行平面辐射换热公式作为蒸汽锅炉炉内火焰对四周水冷壁进行辐射传热 计算的基本公式，该式是在炉膛截面各处温度相同、从炉膛中心到四周水冷壁平面不发生辐射强 度任何减弱的前提下获得的，因此，计算偏差在所难免．假设炉膛为横截面积和高度与近似矩形 立方体的炉膛横截面积和高度相同的当量圆柱体，以辐射强度沿射线行程变化的能量方程，推导 出一维（横截面的径向）的辐射能在从炉膛中心向四周壁面传递时因火焰介质的吸收、自身辐射 和散射作用造成的辐射强度的减弱，并在此基础上推导出考虑了辐射能沿截面方向从炉膛中心 向四周壁面减弱后的炉内辐射传热公式．分析了所得公式的特点和适用性．所提出的公式和现有 某些计算方法，对大型煤粉电站锅炉燃用含灰量不同的３种典型烟煤时分别进行了炉膛出口烟 温的计算，并进行了比较，分析了这些方法存在的不足． 关键词：辐射传热；辐射强度；辐射减弱；煤粉锅炉；炉膛火焰 中图分类号：ＴＫ２２２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００８）０６１００４０７ Ｓｔｕｄｙｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｂｏｉｌｅｒｆｕｒｎａｃｅｓｂｙｔａｋｉｎｇｒａｄｉａｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｉｎｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ＺｈｏｕＱｉａｎｇｔａｉ　　ＺｈａｏＬｉｎｇｌｉｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｆｏｒｍｕｌａｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｉｎｆｉｎｉｔｅｐａｒａｌｌｅｌｐｌａｔｅｓａｓｔｈｅｂａｓｉｃ ｍｅｔｈｏｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｆｒｏｍｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｆｌａｍｅｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄｆｕｒｎａｃｅｗａｔｅｒ ｗａｌｌｏｆｓｔｅａｍｂｏｉｌｅｒｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｓｕｍｅｓｔｈｅｆｌａｍｅｔｅｍｐｅｒａ ｔｕｒｅｔｏｂｅｕｎｉｆｏｒｍｅｌｓｅｗｈｅｒｅｉｎｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｕｒｎａｃｅａｎｄｗｉｔｈｏｕｔａｎｙａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｏｆｒａｄｉａ ｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｒｏｍｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｃｅｎｔｒａｌｌｉｎｅｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄｗａｔｅｒｗａｌｌ，ｔｈｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａ ｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｓｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆｆｕｒｎａｃｅｒａｄｉａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｔｈｅ１９７３ ｎｏｒｍａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｆｐｒｅＲｕｓｓｉａｈａｓｔｈｅｓａｍｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｔｈａｔｏｆｔｗｏｉｎｆｉｎｉｔｅｐａｒａｌｌｅｌｐｌａｔｅ ｆｏｒｍｕｌａ．Ａｓｓｕｍｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｂｏｉｌｅｒｆｕｒｎａｃｅｉｓｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｗｉｔｈｔｈｅｉｄｅｎｔｉｔｙｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎａｌａｒｅａ ａｎｄｔｈｅｈｅｉｇｈｔ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒａｄｉａｎｔｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒｅｑｕａｔｉｏｎｍｅｎｔｉｏｎｅｄｂｙＲｏｂｅｒｔＳｉｅｇｅｌ，ａｎｄｔａｋｉｎｇ ａｃｃｏｕｎｔｏｆｔｈｅｍｅｄｉｕｍａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｌｏｎｇｔｈｅｐａｔｈ