Ступінь чорноти різноманітних матеріалів

 

Матеріал і характер поверхонь	t,0С	Ε
Алюміній окислений	200…600	0,11–0,19
Сталь листова блискуча	–	0.5–0,55
Масляні фарби різноманітних кольорів		0,85–0,9

Визначаючим геометричний розмір при цьому є діаметр котла або висота огородження.

Визначальною температурою є напівдобуток температур робо­чо­го тіла (повітря) і стінки:

.

 

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням α_в визначається за формулою Стефана-Больцмана, Вт/(м²∙К):

 

 

 

де ε; – степінь чорноти повного нормального випромінювання відповідної поверхні (табл. 6).

С_о – коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла,
С_о = 5,68 Вт/(м²∙К⁴);

t_п – температура відповідної тепловіддаючої поверхні при даному режимі, ^°С;

t₀ – температура навколишнього середовища, ^°С;

Т_п – абсолютна температура відповідної поверхні огород­ження при даному режимі, К

 

 

Т₀ – абсолютна температура навколишнього середовища, К

 

 

при нестаціонарному режимі для розрахунку втрат теплоти від окремих поверхонь котла в навколишнє середовище формула приймає вигляд, кДж

 

,

 

де τ – час розігріву апарата, сек;

α; – коефіцієнт тепловіддачі від поверхні огородження в навколишнє середовище, Вт/(м²∙К);

t^п_ср – середня температура поверхні огородження за час розігріву;

t^к_ср – середня температура поверхні огородження до кінця нагріву, ⁰С;

t_н – початкова температура поверхні огородження, прий­ма­ється рівною температурі навколишнього середо­вища, ⁰С.

середню температуру окремих поверхонь котла з пароводяною сорочкою до кінця розігріву t^п_ср можна прийняти:

а) для обичайки 60…65 ^°С;

б) для одностінної кришки котла 85…90 ^°С;

в) для двостінної кришки котла 70…75 ^°С.

При визначені коефіцієнта тепловіддачі конвекцією визначальна температура для повітря, що оточує корпус (огородження), буде рівною:

 

 

при стаціонарному режимі втрати теплоти в навколишнє середовище від окремих поверхонь котла визначається виразом, кДж:

 

,

 

де α´; – коефіцієнт тепловіддачі при стаціонарному режимі від поверхні в навколишнє середовище, Вт/(м²∙К);

t_п´; – температура поверхні огородження при стаціонарному режимі, ^°С;

t_п´≈ соnst для даної поверхні;

τ^´ – тривалість стаціонарного режиму, сек.

При визначені коефіцієнта тепловіддачі конвекцією, визна­чаль­на середня температура повітря, що стикається з огородженням, буде рівною:

 

.

 

Приведемо приклад визначення температури обичайки, визна­чаль­ної температури повітря, критеріїв подібності та коефіцієнту тепловіддачі конвекцією.

Середня температура поверхні при нестаціонарному режимі для обичайки, ⁰С

 

 

;

 

температура повітря, що оточує обичайку, нагріту до 40⁰С (визначальна температура):

 

 

значення 1/К;

 

при температурі повітря 30⁰С виписуємо із таблиці 4 фізичні параметри сухого повітря та визначаємо критерій Грасгофа. Далі зна­ходимо значення добутку Gr∙Pr, критерії Нуссельта Nu´і α´_к.;

для стаціонарного режиму середня температура для обичайки

 

t´_п=60

;

 

температура повітря, що оточує обичайку, нагріту до 60⁰С рівна:

 

 

;

 

при температурі повітря 40^°С виписуємо із табл. 4 фізичні пара­метри сухого повітря: коефіцієнт температуропровідності а, коефі­цієнт теплопровідності λ. Кінематичний коефіцієнт в’язкості υ, а потім знаходимо добуток (Gr∙Pr), с, п, (табл. 5) і численну величи­ну критерію Nu;

за значенням критерію Нуссельта визначаємо коефіцієнт тепло­віддачі конвекцією для обичайки при стаціонарному режимі, Вт/(м²К)

 

.

Аналогічно визначають коефіцієнти тепловіддачі конвекцією для кришки котла.

Коефіцієнт тепловіддачі випромінювання α´_в визначаються по формулі Стефана-Больцмана, Вт/(м²∙К)

 

 

Загальний коефіцієнт тепловіддачі буде α^´=α_к^´+α_в ^´