加热炉作业.ppt

第第7 7章章 作业讲评作业讲评1.1.有一个炉丝温度为有一个炉丝温度为1120K1120K，功率，功率1KW1KW的电炉。若炉丝长的电炉。若炉丝长0.3m0.3m，直径，直径10mm10mm，黑度，黑度0.950.95，试计算炉丝的辐射效率，试计算炉丝的辐射效率(炉炉丝辐射功率与电功率之比值丝辐射功率与电功率之比值)。炉丝辐射功率炉丝辐射功率：炉丝的辐射效率炉丝的辐射效率忽略炉丝两端辐射2.2.有一有一3llm3llm的热钢锭，它的的热钢锭，它的9595的表面暴露在外。此钢的表面暴露在外。此钢锭的黑度为锭的黑度为0.30.3，它的导热系数非常高，它的导热系数非常高(即传热速率不受内部即传热速率不受内部导热的限制导热的限制)，而周围空气的温度为，而周围空气的温度为303K303K。钢的比热容和密。钢的比热容和密度分别为度分别为500J/(kg.K)500J/(kg.K)和和7800kg/m7800kg/m3 3。假定通过支承物的导热。假定通过支承物的导热损失忽略不计，对流热损失很小，试计算钢锭从损失忽略不计，对流热损失很小，试计算钢锭从1273K1273K冷却冷却至至1073K1073K的时间。的时间。(提示：热平衡提示：热平衡Q Q，钢锭焓的下降速率。，钢锭焓的下降速率。)因因TTaTTa，故，故T T4 4-解：解：分离变量，得：分离变量，得：=5598(S)=1.55h3.3.厚金属板上有一个如图所示的开口空腔。若金属板具有厚金属板上有一个如图所示的开口空腔。若金属板具有均匀温度，且空腔壁面黑度为均匀温度，且空腔壁面黑度为l l，试问空腔壁面所辐射的能，试问空腔壁面所辐射的能量经开口处进入环境的分率是多少量经开口处进入环境的分率是多少?设金属板厚度为L5.5.有一边长为有一边长为0.5m0.5m的正方体空腔，其顶面温度恒为的正方体空腔，其顶面温度恒为573K573K，而其，而其余表面的温度均保持余表面的温度均保持373K373K。假定所有表面的黑度都是。假定所有表面的黑度都是0.80.8，试，试计算顶面和其它表面之间的辐射换热量。计算顶面和其它表面之间的辐射换热量。看成一物包一物的情况，即将顶面看成一物包一物的情况，即将顶面1 1看成其余几面看成其余几面2 2所包的物体所包的物体6.6.板板1 1和板和板2 2平行放置且相距很近。若在它们之间插入平行放置且相距很近。若在它们之间插入一块黑度一块黑度0.050.05的磨光镍片板的磨光镍片板3 3，试证明当，试证明当0.80.8时，板时，板l l和板和板2 2之间无遮热板的辐射换热量为之间无遮热板的辐射换热量为有遮热板时的有遮热板时的2727倍。倍。无遮热板的辐射换热量为无遮热板的辐射换热量为 有遮热板时：有遮热板时：达到热平衡时：达到热平衡时：即即解得：解得：8.8.有一个有一个4 4 4m4 4 4m的空腔，其中一个侧壁温度恒为的空腔，其中一个侧壁温度恒为523K523K，底面温度维持在底面温度维持在303K303K，其它壁面均绝热。假定所有壁面都是，其它壁面均绝热。假定所有壁面都是黑表面，并已知垂直面间的角系数为黑表面，并已知垂直面间的角系数为0.20.2，试计算热的侧壁，试计算热的侧壁和底面之间的辐射换热量。和底面之间的辐射换热量。设侧壁温度恒为设侧壁温度恒为523K523K的表面为表面的表面为表面1 1，底面为表面，底面为表面2 2，其它壁面为表面其它壁面为表面3 312表面1和表面2的直接辐射换热量：表面1投射到表面3，表面3给表面2的净辐射换热量相等15.15.如将天然气甲烷作为加热炉的燃料，试求当过剩空气系数如将天然气甲烷作为加热炉的燃料，试求当过剩空气系数为为1.251.25时，甲烷完全燃烧后烟气的分析组成，时，甲烷完全燃烧后烟气的分析组成，(体体)。气完全燃烧时需要气完全燃烧时需要，即，即 实际空气用量：实际空气用量：组分CH4O2N2CO2H2O燃烧前12.59.40012.9燃烧后00.59.41212.9分析组成%3.876 72.8687.75215.504100干基组成%4.587 86.2399.174010017.某加热炉加热原油52000kg/h，原油开始未气化，由453K加热至638K，并气化率为0.25(质量)，试求炉子的热负荷和燃料用量。原油性质：16.某厂实测催化原料加热炉的烟气分析组成为：O28.0(体)，CO28.0(体)，试计算其过剩空气系数。=0.03；烟气出对流室温度比原油入炉温度高140K，过剩空气系数为1.3。0.9097，特性因数K=11.8，燃料：Ql41.88MJ/kg有图表集查得烟气温度=140+453=593K 查得 18.某加热炉加热原油148000kg/h，原油由460K加热至633K，并气化26.1(质)，对流室过热蒸汽管的热负荷为1.105MW，炉子的热效率为0.78，燃料的低发热值为41.9lMJ/kg燃料，试求炉子的热负荷和燃料用量。原油性质：有图表集查得=0.8832，K12。燃料气密度为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。21.已知一圆筒炉辐射室的尺寸如下：炉膛直径5518mm，高12.68m，辐射管为1528，管心距304mm，有效长度为12m，共计52根，两路并联，单排排列。对流室最下一排管仍为152 8，管心距304mm，计8根，管有效长2748mm。如油品出对流室的温度为290，出辐射室的温度为370，气化率0.3(质)。油品的流量为102.5t/h，解：解：辐射室的热负荷：e=0.3 当量冷平面面积：辐射管：查图 遮蔽管：有效反射面积与当量冷平面面积之比：炉膛总面积：烟气黑度：已知空气过剩系数 有效反射面面积：反射面与辐射面面积的比值：查得 的分压：烟气的平均辐射长度：设 查图得烟气黑度为 总辐射交换因素F：可查得F=0.603辐射室热平衡：烟气带走的热量损失：辐射室烟气出口温度：再假设，由上面的方法可求出：，F=0.587，图解法，求得辐射室能满足要求