/ Металлургическая теплотехника / 00_ПРИЛОЖЕНИЯ + / 16_Степень черноты матер. Степень черноты шамотного кирпича


Степень черноты поверхности материалов (металлов, диэлектриков, стройматериалов, оксидов)

Рассмотрены значения коэффициента излучения (степени черноты) для множества веществ и материалов: металлов и сплавов, диэлектриков, пластмасс, строительных материалов, оксидов и других. Степени черноты материалов представлены в таблицах в определенных интервалах температуры.

Степень черноты поверхности различных материалов в зависимости от температуры

В таблице приведена степень черноты поверхности следующих веществ в зависимости от температуры: алюминий (полированный и окисленный) Al, железо Fe, сталь, стальное литье, чугун, окись железа (оксид, ржавчина), золото Au, латунь, медь Cu, окись меди CuO, молибден Mo, никель Ni, окись никеля NiO, хромоникель, олово Sn, платина Pt, ртуть Hg, свинец Pb, хром Cr, цинк Zn, оцинкованное листовое железо, асбестовый картон, бумага, вода, гипс, дуб, кварц, кирпич, лак, шеллак, масляные, алюминиевые краски, мрамор, резина, стекло, сажа, толь, уголь C, угольная нить, фарфор, штукатурка, эмаль белая.

Степень черноты определяется отношением плотностей теплового потока собственного излучения тела и потока излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Степень черноты характеризует полное или интегральное излучение тела, охватывающее все длины волн.

По данным таблицы видно, что высоким значением коэффициента излучения обладают такие материалы, как: железо (окисленное и гладкое), окись железа, никеля, окисленная медь, асбестовый картон и бумага, эмалевый лак, фарфор, штукатурка и другие шероховатые материалы.

Низкая величина степени черноты свойственна следующим материалам: полированные золото и  алюминий, прокатанная латунь, медь с блестящей поверхностью, полированные никель, платина, олово, медь и другие гладкие и блестящие поверхности металлов.

Примечание: Две температуры и две степени черноты, указанные для некоторых материалов, означают, что первая степень черноты относится к первой температуре, а вторая — ко второй, причем допускается линейная интерполяция. Степени черноты, приведенные в таблице, получены путем измерения яркости излучения в направлении нормали к поверхности тела.

Степень черноты поверхности металлов

В таблице указана степень черноты металлов для различного состояния их поверхности (чистая или окисленная): алюминий Al, висмут Bi, вольфрам W, вольфрамовая нить, железо Fe, стальное литье полированное, сталь, чугун, золото полированное Au, латунь, магний Mg, медь Cu, молибденовая нить, нержавеющая сталь, никель Ni, окись никеля NiO, никонель, никелевая проволока, хром Cr, олово блестящее Sn, платина Pt, ртуть Hg, свинец Pb, серебро Ag, тантал Ta, цинк Zn.

Примечание: Две температуры и две степени черноты, указанные для некоторых материалов, означают, что первая степень черноты относится к первой температуре, а вторая — ко второй, причем допускается линейная интерполяция. Степени черноты получены путем измерения яркости излучения в направлении нормали к поверхности тела.

Степень черноты диэлектриков

В таблице дана степень черноты поверхности следующих диэлектриков: асбест: бумага, картон, бетон, рубероид, вода, гипс, дерево: дуб, бук, карбид кремния, кирпич белый огнеупорный, шамотный, шероховатый красный, краска: масляная, всех цветов, лаковая, тускло черная, лед гладкий, шероховатые кристаллы, мрамор белый, окись алюминия на инконеле, окись магния огнеупорная, рокайд на молибдене, сажа от свечи, слюда, фарфор глазурированный, шифер, эбонит.

Примечание: Две температуры и две степени черноты, указанные для некоторых материалов, означают, что первая степень черноты относится к первой температуре, а вторая — ко второй, причем допускается линейная интерполяция.

Зависимость степени черноты материалов от температуры

В таблице приведена степень черноты следующих материалов в зависимости от температуры: алюминиевая фольга Al, оксид алюминия Al2O3, сплав алюминия полированный 245Т, BN, вольфрам полированный W, сульфид кадмия CdS, оксид гадолиния GdO, борид гафния HfB2, карбид гафния HfC, оксид гафния HfO2, железо полированное Fe, окислы железа, золото фольга Au, медь полированная и оксидированная Cu, оксид магния MgO, молибден полированный Mo, монель-металл полированный, хлорид натрия NaCl, никель полированный Ni, платина полированная Pt, ниобий полированный Nb, рений полированный Re, серебро полированное Ag, сапфир, нитрид кремния Si2N4, оксид кремния SiO2, тантал полированный, нитрид тантала TaN, оксид тория ThO, нитрид титана TiN, оксид титана TiO2, сплав титана А110-АТ полированный, углерод C, уран оксидированный U, бромид циркония ZrB2, карбид циркония ZrC, оксид циркония (диоксид циркония) ZrO2, сульфид ZnS, селенид цинка ZnSe.

Источники:

  1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
  2. Зигель Р., Хауэл Дж. Теплообмен излучением. – М.: Мир, 1975. – 935 с.
  3. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т. 2/С74 Пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 352 с.: ил.
  4. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

thermalinfo.ru

16_Степень черноты матер

Наименование материала

Температура, 0С

Степень черноты, 

1.Огнеупорные материалы

1100

0,8–0,85

1.2

Шамотный кирпич глазурованный

1000

0,75

1.3

Шамот

1230

0,59

1.4

Силикатный кирпич

1500

0,39

1.5

Магнезитовый кирпич

1230

0,66

1.6

Карборунд

1400

0,85

1.7

Силиманитовый кирпич

1500

0,29

2.Металлы

2.1

Алюминий полированный

570

0,067

2.2

Алюминий окисленный

600

0,067

2.3

Вольфрам

2230

0,31

500

0,8

2.5

Железо литое необработанное

1100

0,9

2.6

Латунь полированная

300

0,03

2.7

Латунь, окисленная при 600 0С

600

0,60

2.8

Медь полированная

115

0,023

2.9

Медь, окисленная при 600 0С

600

0,55

2.10

Никель полированная

300

0,08

2.11

Никель, окисленный при 600 0С

600

0,11

2.12

Стальное литьё полированное

1000

0,55

2.13

Сталь листовая блестящая

50

0,6

2.14

Сталь листовая блестящая

1100

0,6

2.15

Сталь, окисленный при 600 0С

600

0,79

2.16

Сталь окисленная шероховатая

370

0,97

2.17

Сталь нержавеющая после прокатки

700

0,45

2.18

Сталь мягкая расплавленная

1800

0,28

2.19

Сталь хромоникелевая

500

0,36

2.20

Чугун полированный

200

0,21

2.21

Чугун, окисленный при 600 0С

200

0,67

2.22

Чугунное литьё

500

0,8

2.23

Чугун сильно окисленный

250

0,95

2.24

Чугун расплавленный

1400

0,29

studfiles.net

Коэффициент излучения (степень черноты) различных материалов (Таблица)

Никелевая проволока

185-1000

0,096-0,186

Хромоникель

52-1035

0,64-0,76

Олово, блестящее луженое листовое железо

25

0,043-0,064

Платина чистая полированная

225-625

0,054-0,104

Платиновая лента

925-1115

0,12-0,17

Платиновая нить

25-1230

0,036-0,192

Платиновая проволока

225-1375

0,073-0,182

Ртуть очень чистая

0-100

0,09-0,12

Свинец:

 

 

чистый неокисленный

125-225

0,057-0,075

серный окисленный

24

0,281

окисленный при 200 0С

200

0,63

Серебро:

 

 

полированное чистое

225-625

0,0198-0,0324

полированное

38-370

0,0221-0,0312

Хром

38-538

0,08-0,26

Цинк:

 

 

торговый (99,1%) полированный

225-325

0,045-0,053

окисленный при нагреве до 400 0С

400

0,11

Оцинкованное листовое железо:

 

 

очень блестящее

28

0,228

серое окисленное

24

0,276

Огнеупорные, строительные, теплоизоляционные и другие материалы

Асбестовый картон

24

0,96

Асбестовая бумага

40-370

0,93-0,95

Асбошифер

20

0,96

Динасовый кирпич:

 

 

неглазурованный шероховатый

1000

0,8

глазурованный шероховатый

1100

0,85

Кирпич:

 

 

шамотный глазурованный

1100

0,75

магнезитовый (80% MgO, 9% Al2O3)

1500

0,39

силикатный (95% SiO2)

1230

0,66

силлиманитовый (33% SiO2, 64% Al2O3)

1500

0,29

красный шероховатый

20

0,93

шамот (55% SiO2, 41% Al2O3)

1230

0,59

Фарфор глазурованный

22

0,92

Гипс

20

0,8-0,9

Штукатурка шероховатая известковая

10-90

0,91

Мрамор сероватый полированный

22

0,93

Кварц плавленый шероховатый

20

0,93

Стекло гладкое

22

0,94

Бумага

20

0,8-0,9

Вода

0-100

0,95-0,96

Дерево строганное

20

0,8-0,9

Ламповая сажа, слой 0,075 мм

40-370

0,95

Обмазка из жидкого стекла с ламповой сажей

100-225

0,96-0,95

Резина:

 

 

твердая лощеная

23

0,95

мягкая серая шероховатая

24

0,86

Толь кровельный

20

0,93

Уголь очищенный (0,9 % золы)

125-625

0,81-0,79

Угольная нить

1040-1405

0,53

Эмаль белая, приплавленная к железу

19

0,9

Лак:

 

 

белый эмалевый на железной шероховатой пластине

23

0,91

черный блестящий, распыленный по железу

25

0,88

черный матовый

40-95

0,96-0,98

белый

40-95

0,80-0,95

Шеллак:

 

 

черный блестящий на луженом железе

21

0,82

черный матовый

75-145

0,91

Масляные краски различных цветов

100

0,96-0,86

Алюминиевые краски:

 

 

разной давности с переменным содержанием Al

100

0,27-0,67

после нагрева до 325 0С

150-315

0,35

Алюминиевый лак на шероховатой пластине

20

0,39

*1 Степени черноты, приведенные в таблице, получены путем измерения яркости излучения в направлении нормали к поверхности тела.

*2 Две температуры и две степени черноты, указанные для некоторых материалов, означают, что первая степень черноты относится к первой температуре, а вторая - ко второй, причем допускается линейная интерполяция.

infotables.ru

Коэффициент излучения (степень черноты)

Материал поверхности

Коэффициент излучения- ε -

Глинозем, обработка пламенем

0.8

Алюминиевый  лист

0.09

Алюминиевая Фольга

0.04

Алюминий  сильно окисленный

0.2 - 0.31

Алюминий полированный

0.039 - 0.057

Алюминий грубой обработки

0.07

Сурьма  полированная

0.28 - 0.31

Асфальт

0.93

Базальт

0.72

Бериллий

0.18

Висмут

0.34

Полость черного тела

1.00

Черная оптическая диафрагма

0.95

Черная краска силиконовая

0.93

Черная краска эпоксидная

0.89

Черная краска эмаль

0.80

Медная необработанная пластина

0.22

Латунь полированная

0.03

Латунь окисленная при  600oC

0.6

Красный кирпич

0.9

Кирпич, огнеупорная глина

0.75

Кадмий

0.02

Углерод, не окисленный

0.81

Углеродистая нить

0.77

Поверхность, обработанная прессованием углеродом

0.98

Чугун   после  плавки

0.44

Чугун, после плавки и тепловой обработки

0.60 - 0.70

Хром полированный

0.08 - 0.36

Бетон

0.85

Бетонные  плитки

0.63

Хлопковая ткань

0.77

Слой металла, нанесенный на медь гальваническим способом

0.03

Медь нагретая и  покрытая толстым окисным слоем

0.78

Полируемая Медь

0.023 - 0.052

Медно-никелевый сплав полированный

0.059

Стекло

0.92

Стекло, пирекс

0.85 - 0.95

Чистое золото  высокой полировки

0.018 - 0.035

Гранит

0.45

Гипс

0.85

Лед

0.97

Инконель   окисленный

0.71

Железо полированное

0.14 - 0.38

Железо, пластина покрытая красной ржавчиной

0.61

Железо, темно-серая поверхность

0.31

Железо, грубый слиток

0.87 - 0.95

Ламповая сажа

0.96

Свинец чистый неокисленный

0.057 - 0.075

Свинец окисленный

0.43

Окись Магния

0.20 - 0.55

Магний полированный

0.07 - 0.13

Мрамор белый

0.95

Ртуть жидкая

0.1

Мягкая сталь

0.20 - 0.32

Молибден полированный

0.05 - 0.18

Никель, полированный

0.072

Никель, окисленный

0.59 - 0.86

Провод нихромовый

0.65 - 0.79

Бумага офисная

0.55

Гипс

0.98

Платина, полируемая пластина

0.054 - 0.104

Фарфор глазурованный

0.92

Пластмассы

0.91

Каучук, твердая глянцевая пластина

0.94

Каучук, мягкий

0.86

Песок

0.76

Опилки

0.75

Кремниевый Карбид

0.83 - 0.96

Серебро полированное

0.02 - 0.03

Сталь нержавеющая

0.85

Сталь нержавеющая полированная

0.075

Сталь нержавеющая  301

0.54 - 0.63

Олово неокисленное

0.04

Титан полированный

0.19

Вольфрам полированный

0.04

Вольфрамовая нить

0.032 - 0.35

Вода

0.95 - 0.963

Дуб

0.91

temperatures.ru

Степень черноты полного излучения | Мир сварки

Таблица — Степень черноты (ε) полного излучения для различных материаловНаименование материала t °C ε  Металлы Алюминий грубополированный   0,18 Алюминий нормально прокатанный   0,062 Алюминий окисленный при 600 °С 200–600 0,11–0,19 Алюминий полированный 225–575 0,039–0,057 Алюминий, фольга   0,028 Алюминий шероховатый 26 0,055 Железо листовое оцинкованное блестящее 28 0,228 Железо листовое оцинкованное серое окисленное 24 0,276 Железо литое необработанное 925–1115 0,87–0,95 Железо никелированное травленое неполированное 20 0,11 Железо окисленное 100 0,736 Железо окисленное гладкое 125–525 0,78–0,82 Железо оксид 500–1200 0,85–0,95 Железо полированное 425–1020 0,144–0,377 Железо свежеобработанное наждаком 20 0,242 Золото тщательно полированное 225–635 0,018–0,035 Латунная пластина прокатанная, обработанная грубым наждаком 22 0,20 Латунная пластина прокатанная с естественной поверхностью 22 0,06 Латунная пластина тусклая 50–350 0,22 Латунь окисленная при 600 °С 200–600 0,61–0,59 Латунь полированная   0,03 Латунь хромированная и полированная   0,075 Медь окисленная при 600 °С 200–600 0,57–0,87 Медь окисленная расплавленная 1075–1275 0,16–0,13 Медь оксид 800–1100 0,66–0,54 Медь торговая шабреная до блеска, но не зеркальная 22 0,072 Медь тщательно полированная электролитная 80–115 0,018–0,023 Молибденовая нить 725–2600 0,096–0,292 Никелевая проволока 185–1000 0,096–0,186 Никель окисленный при 600 °С 200–600 0,37–0,48 Никель технически чистый полированный 225–375 0,07–0,087 Никеля оксид 650–1255 0,59–0,86 Олово (блестящее луженое листовое железо) 25 0,043–0,064 Платина чистая, полированная пластина 225–625 0,054–0,104 Платиновая лента 925–1115 0,12–0,17 Платиновая нить 25–1230 0,036–0,192 Платиновая проволока 225–1375 0,073–0,182 Ртуть очень чистая 0–100 0,09–0,12 Свинец окисленный при 200 °С 200 0,63 Свинец серый окисленный 25 0,281 Серебро полированное чистое 225–625 0,0198–0,0324 Сталь листовая прокатанная   0,66 Сталь листовая с плотным блестящим слоем окиси 25 0,82 Сталь листовая шлифованная 940–1100 0,55–0,61 Сталь литье полированное 770–1040 0,52–0,56 Сталь никелерованная и полированная   0,045 Сталь окисленная при 600 °С 200–600 0,80 Сталь оцинкованная, окисленная   0,28 Хром 100–1000 0,08–0,26 Хромоникель 125–1034 0,64–0,76 Цинк окисленный при 400 °С 400 0,11 Цинк продажный (99,1 %) полированный 225–325 0,045–0,053 Чугун обточенный 830–990 0,60–0,70 Чугун окисленный при 600 °С 200–600 0,64–0,78  Резины Резина мягкая серая шероховатая (рафинированная) 24 0,859 Резина твердая лощеная (пластина) 23 0,945  Жидкости Вода 0–100 0,95–0,963  Дерево Дуб строганный 20 0,895  Минералы Кварц плавленый шероховатый 20 0,932  Горные породы Мрамор сероватый полированный 22 0,931 Уголь очищенный (0,9% золы) 125–625 0,81–0,79  Различные материалы Бумага асбестовая 40–370 0,93–0,945 Бумага тонкая, наклеенная на металлическую пластину 19 0,924 Гипс 20 0,903 Картон асбестовый 24 0,96 Кирпич динасовый глазурованный шероховатый 1100 0,85 Кирпич динасовый неглазурованный шероховатый 100 0,80 Кирпич красный шероховатый, но без больших неровностей 20 0,93 Кирпич огнеупорный — 0,8–0,9 Кирпич шамотный глазурованный 1100 0,75 Краска алюминиевая после нагрева до 325 °С 150–315 0,35 Краска бронзовая   0,51 Краски алюминиевые различной давности и с переменным содержанием Al 100 0,27–0,67 Краски масляные различных цветов 100 0,92–0,96 Лак алюминиевый на шероховатой пластине 20 0,39 Лак белый 40–95 0,80–0,95 Лак белый эмалевый на железной шероховатой пластине 23 0,906 Лак черный матовый 40–95 0,96–0,98 Сажа, свечная копоть 95–270 0,952 Сажа ламповая 0,075 мм и больше 40–370 0,945 Сажа с жидким стеклом 100–185 0,959–0,947 Стекло гладкое 22 0,937 Толь 21 0,910 Фарфор глазурованный 22 0,924 Шеллак черно-матовый 75–145 0,91 Шеллак черный блестящий на луженом железе 21 0,821 Штукатурка шероховатая известковая 10–88 0,91 Эмаль белая, приплавленная к железу 19 0,897

weldworld.ru

задачник теплофизика

Ре ш е н и е

Вслучае наличия экрана плотность теплового потока определяется формулой:

 

 

 

 

 

T

 

 

4

 

 

 

T

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Co

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

100

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qэ=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

5,67[(400 /100)

− (323 /100)

]= 99,1 Вт/м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

1/ 0,8 + 1/ 0,4 + 2(1/ 0,3 −1)

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

+

2

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε1

 

 

 

ε2

 

 

 

 

 

εэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

Нагрев

 

 

стальной

болванки осуществляется

в муфельной

электрической печи с температурой ее стенок Т2= 900° С. Степень черноты поверхности стальной болванкиɛ1 = 0,6 (средняя за период нагрева) и степень черноты шамотной стенки муфельной печи

ɛ2 = 0,8.

а) Поверхность печи, участвующей в лучистом теплообмене, S2 существенно превышает поверхность болванкиS1, т. е.S1 << S2.

б) Соотношение S1/S2 =1/4.

Вычислить значение плотности лучистого потока при температуре болванки Т1 = 400оС.

Р е ш е н и е Для замкнутой системы, состоящей из двух тел, одно из которых

(с поверхностью S1,) находится в полости другого (с поверхностьюS2), значение плотности лучистого потока определяется по формуле:

 

T

 

 

4

 

 

T

 

4

 

 

2

 

 

 

 

q = εпрCo

 

 

 

 

1

 

 

,

 

 

 

100

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ε

пр

=

 

1

 

 

 

— приведенная степень черноты данной

 

 

 

S

 

1

 

 

 

1/ ε +

1

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

1

S2

 

ε2

 

 

 

 

 

 

 

системы.

а). Для этого случая имеем условие S1 << S2, следовательно:

 

T

 

4

 

T

 

4

 

4

4

 

 

 

 

 

 

q = ε1Co

2

 

 

-

1

 

 

 

= 0,6 × 5,67× [(1173 /100)

- (673 /100)

]=

 

 

 

 

100

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57,4 кВт/м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б). В этом случае S1/S2 =1/4, поэтому получим:

 

 

 

T

 

 

4

 

T

 

4

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

q = εпрCo

 

 

 

-

1

 

·

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

1

 

100

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/ ε

+

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε2

 

=5,67 × [(1173 /100)4 - (673 / 100)4 ]= 55,3 кВт/м2.

1/ 0,6 +1/ 4× (1/ 0,8-1)

6.В нагревательной печи температура газов по всему объему постоянна и равна 1200оС. Объем печиV = 12 м3, и полная поверхность ограждения (печной кладки) 28 м2.

Общее давление продуктов сгорания 98,1 кПа, парциальные давления

водяных паров рн2о = 10 кПа и углекислотырсо2 = 12 кПа.

Вычислить степень черноты излучающей газовой смеси и собственное излучение продуктов сгорания.

Ре ш е н и е

Средняя длина пути луча для газового слоя в объеме печи вычисляется по формуле:

l = 4mэф V / S = 3,6V / S = 3,6·12/28 = 1,54 м.

Произведение парциального давления углекислоты и водяных паров на длину пути луча равны:

рCO2·l = 12·1,54 = 18,5 кПа·м;рН2О·l = 10·1,54 = 15,4 кПа·м.

Степень черноты С02 и Н20 при температуре газовТ2=1200° С найдем по графикам на рис. 9.2 - 9.4:

εг,см = εCO2 + εh3O = 0,11+ 0,11·1,05 = 0,225.

Ег = εг· Ео = εг·Со(Т / 100)4 = 0,225·5,67(1473/100)4 =60,05 кВт/м2.

7. По прямоугольному кирпичному газоходу размером 400× 400× 3000 мм проходят дымовые газы при атмосферном давлении. Парциальное давление С02−25 кПа и Н2О −10 кПа.

Средняя температура газов в газоходе 7500С. Степень черноты поверхности стенки 0,93.Тс = 4000С. Какое количество теплоты излучением передается от газов к стенкам газохода.

Р е ш е н и е Средняя длина пути луча для газового слоя в объеме печи вы-

числяется по формуле:

l = 4mэф V / S = 3,6V / S = 3,6·0,48/4,8 = 0,36 м.

Произведение парциального давления углекислоты и водяных паров на длину пути луча равны:

рCO2·l = 25·0,36 = 9 кПа·м;рН2О·l = 10·0,36 = 3,6 кПа·м.

Степень черноты С02 и Н20 при температуре газовТг = 750° С и температуре стенкиТс = 4000С найдем по графикам на рис. 9.2 - 9.4:

εгг = εгCO2 + εгh3O = 0,11+ 0,065 ·1,03 = 0,177.εгс = εCO2 + εh3O = 0,09 + 0,08 ·1,03 = 0,172.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

c

C

o

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

Т

г

 

4

 

 

 

с Т

с

 

4

 

 

 

 

q

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

 

- ε

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) (1-

εс)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г,c

1 - (1- ε

c

 

 

г

 

100

 

 

 

 

г 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Тг,

Тс—

 

 

температуры газа и стенки; εс — степень черноты стенки

при Т = Тс; εгс, εгг — степень черноты газа приТ = Тс иТ = Тг.

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

C

o

 

 

 

 

 

 

 

г

Т

г

4

 

 

 

с

 

Т

с

 

 

4

 

 

 

 

 

q

=

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

 

- ε

 

 

 

 

 

=

 

 

 

1 -

 

 

 

) (1- εс )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г,c

 

(1- ε

c

 

г

100

 

 

 

 

г

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,93 × 5,67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1023 4

 

 

 

 

 

 

 

673

4

 

2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,177

 

 

 

 

 

 

- 0,172

 

 

 

 

 

 

 

= 8875,9 Вт/м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - (1

- 0,93) (1- 0,172)

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗА Д А Ч И

9.1.Поверхность, покрытая слоем ламповой сажи, имеет температуру 3230С. Поглощательная способность сажи равна 0,96. Определить плотность теплового потока излучения лампы.

9.2.Обмуровка топочной камеры парового котла выполнена из шамотного кирпича, а внешняя обшивка − из листовой стали. Расстояние между обшивкой и кирпичной кладкой равно 35 мм, и можно считать его малым по сравнению с размерами стен топки.

Вычислить потери тепла с единицы поверхности в единицу времени за счет лучистого теплообмена между поверхностями обмуровки и

обшивки. Температура внешней поверхности обмуровки Т1= 57°C, а температура стальной обшивкиТ2 = 27° С. Степень черноты шамотаɛш =0,83 и листовой сталиɛс = 0,6.

9.3. Как изменятся тепловые потери в окружающую среду если между обмуровкой и обшивкой топочной камеры, рассмотренной в задаче 9.2, установить стальной экран, имеющий степень черноты

ɛэ = 0,3?

9.4.Какой должна быть степень черноты экрана для того, чтобы при наличии защитного экрана между обмуровкой и стальной обшивкой тепловые потери в окружающую среду за счет излучения не превышали 80 Вт/м2 ?

Все другие условия сохраняются, как в задаче 9.2.

9.5.Определить теплоту излучения трубопровода диаметром

25 мм и длиной 10 м , если температура его поверхности 120° С, а температура стен в помещении 23° С.

Степень черноты поверхности трубопровода 0,74.

9.6. Определить, какую долю составляет тепловой поток излучения от общей теплоотдачи отопительного трубопровода с температурой поверхности 75° С, если общий тепловой поток 560 Вт/м2. Степень черноты теплоотдающей поверхностиɛ = 0,80. Температуру стен помещения принять равной 18° С.

9.7.Определить температуру провода электронагревателя, если его диаметр и длина соответственно равны 0,4 мм и 5 м. Степень черноты поверхности провода 0,9, а температура ограждающей изоляции 20° С. Мощность, потребляемая нагревателем, равна

0,8 кВт.

9.8.Нагрев стальной болванки осуществляется в муфельной электрической печи с температурой ее стенок 800° С. Степень чер-

ноты поверхности стальной болванки ɛ1 = 0,4 и степень черноты шамотной стенки печиɛ2 = 0,83. Вычислить значение плотности лучистого потока в зависимости от температуры болванки:

а)Т1 = 500С; б)Т1 = 2000С при условииS1<<S2.

9.9.Вычислить плотность лучистого потока от стенок муфельной печи к поверхности стальной болванки в условиях, рассмотренных в задаче 9.8, если соотношение поверхностей, участвующих в лучистом теплообмене, равно: а) Sl / S2= 1/3; б)Sl / S2= 1/10.

9.10.Степень черноты вольфрамовой проволоки определена при температуре 2000° С и равна 0,35. Вычислить значение плотности лучистого потока от поверхности проволоки, если поверхность ограждения имела температуру 20° С.

9.11.Цилиндрический сосуд для хранения жидкого кислорода выполнен с двойными стенками, покрытыми слоем серебра, коэффициент поглощения которого 0,02. На поверхности внутренней стенки

температура Т1 = −170° С, а на внутренней поверхности наружной стенки температураТ2 = 15° С. Расстояние между стенками мало и поверхности стенок можно считать равными.

Вычислить тепловой поток, проникающий в сосуд через стенки путем лучистого теплообмена, если теплоотдающая поверхность стенки

S= 0,17 м2.

9.12.Температура поверхности паропровода высокого давления Т1 = 4000С. Вычислить тепловые потери с поверхности паропровода путем лучистого теплообмена, если его наружный диаметр 150 мм и

длина 20 м. Коэффициент поглощения трубы 0,5 , а температура ограждений Т2 = 270С.

9.13.Вычислить тепловые потери с поверхности паропровода, рассмотренного в задаче 9.12, при условии, что его поверхность окружена стальным экраном диаметром 200 мм и степень его черноты равна 0,3.

9.14.Температуры двух параллельных пластин равны 127 и

427 0С. Степень черноты пластин соответственно 0,8 и 0,6. Между пластинами установлен экран, имеющий степень черноты 0,1. Вычислить плотность лучистого теплового потока.

9.15. Нагревательную печь с целью уменьшения тепловых потерь снабдили стальным экраном. Размеры печи велики по сравнению с расстоянием между ее наружной поверхностью и экраном.

При этом получено, что температура наружной поверхности кладки печи равна 87° С, а температура стального экрана 470С.

Найти плотность лучистого потока от поверхности кладки к экрану, приняв степень черноты кладки и экрана равными соответственно

0,93 и 0,45.

9.16. В опытной установке для определения степени черноты тел для поддержания постоянной температуры 1000° С вольфрамовой проволоки диаметром 5 мм и длиной 100 мм затрачивалась электрическая мощность 25 Вт. Поверхность вакуумной камеры, в которую помещена проволока, велика по сравнению с поверхностью проволоки. В процессе испытаний температура камеры поддерживалась постоянной и равной Т2 = 300С. Определить степень черноты вольфрамовой проволоки при 10000С.

9.17. В стальной трубе диаметром 200 мм и длиной 15 м, имеющей температуру стенки 1230С, находится смесь газов, содержащая 10 % паров воды и 20% об. углекислого газа. Полное давление и температура смеси равны соответственно 2 атм. и 300° С. Найти величину теплового лучистого потока от газа к стенке трубы.

9.18. Вычислить плотность теплового потока, обусловленного лучеиспусканием от дымовых газов к поверхности цилиндрического газохода диаметром 800 мм.

Газы содержат 15% углекислоты и 8 % об. водяных паров. Общее давление газов 1 атм. Температура газов в газоходе 600° С и поверхности газохода Тс = 200° С и степень черноты поверхности

ɛс = 0,90.

9.19.По прямоугольному кирпичному газоходу размером 300× 300× 1500 мм проходят дымовые газы при атмосферном давлении. Парциальное давление С02−18 кПа и Н2О −5 кПа.

Средняя температура газов в газоходе 4000С. Степень черноты поверхности стенки 0,93.Тс = 1500С. Какое количество теплоты излучением передается от газов к стенкам газохода?

9.20.Решить задачу 9.19 при условии, что парциальное давление С02 и водяных паров увеличилось в 2 раза, а все другие данные остались без изменений.

Библиографический список

1.Юркинский В.П., Фирсова Е.Г., Сладков И.Б., Зайцев В.А. Теплотехника. Сборник задач по тепломассопереносу. СПб.: Изд-воСПбГПУ, 2007, 94 с.

2.Цветков Ф.Ф., Керимов Р.В., Величко В.И. Задачник по тепломассообмену. М.: Изд-воМЭИ, 1997. 135 с.

3.Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена / В.Н. Афанасьев, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под ред. В.И. Крутова и Г.В. Петражицкого.

М.: Высш. шк., 1986.

4.Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия, 1980.

5.Сборник задач по гидравлике / В.А. Большаков, В.Н. Попов и др.; Под ред. В.А. Большакова. Киев: Вища шк., 1975. 298 с.

6.Сборник задач по термодинамике и теплопередаче/ А.В. Болгарский, В.И. Голдобеев, Н.С. Идиатуллин, Д.Ф. Толкачев. М.: Высш. шк., 1972. 304 с.

7.Ерохин В.Г., Махонько М.Г. Сборник задач по основам теплотехники и гидравлики. М.: Энергия, 1972.

8.Сборник задач по машиностроительной гидравлике / Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г. Подвидз и др.; Под ред. И.И. Куколевского и Л.Г. Подвидза. М.: Машиностроение, 1972. 472 с.

128

Юркинский Владимир Павлович

Теплофизика.

Сборник задач по тепломассопереносу

Редактор Е. А. Пряникова

Технический редактор А. И. Колодяжная Оригинал-макетподготовлен автором

Директор Издательства Политехнического университета А. В. Иванов

Свод. темплан 2007 г.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции ОК 005 - 93, т. 2; 95 3005 – учебная литература

____________________________________________________________

_________

 

 

 

Подписано в печать

.

 

Формат 60x84/16.

Усл. печ. л.

. Уч.-изд.л.

. Тираж

.

Заказ 133

.

 

 

____________________________________________________________

_________

Санкт-Петербургскийгосударственный политехнический университет.

Издательство Политехнического университета, член Издательско-полиграфическойассоциации университетов России.

Адрес университета и издательства: 195251, Санкт-Петербург,Политехническая ул., д. 29.

129

studfiles.net

Огнеупорный кирпич сохраняет тепло, даже когда Вы спите!

Ни одно строительство камина или печи не обходится без использования кирпича. Обыкновенный глиняный кирпич не выдерживает сильного жара - при температуре 1200°С он плавится, а при остывании крошится.

Чтобы избежать быстрого разрушения кладки, контактирующей с открытым огнем, необходим огнеупорный кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Его также называют «печным», огнеупорным и шамотным.

Он отличается от привычного для нас кирпича по многим характеристикам, в первую очередь, по степени прочности, теплопроводности и жаростойкости. И здесь все определяется областью его применения. Так, например, для отопления помещения можно использовать в качестве печного кирпич классический красный керамический, поскольку внутренняя температура в печи не превышает, как правило, 700-800°С. Однако следует учесть, что теплоотдача подобного материала значительно ниже, нежели у специализированных аналогов. Поэтому если хотите, чтобы ваша печь прослужила как можно дольше, то лучше сделать футеровку огнеупорным кирпичом. Так же большим плюсом к огнеупорному  кирпичу можно добавить его особенность значительно дольше отдавать накопленное тепло. При выборе огнеупорного кирпича большое значение следует придать его внешнему виду. Чтобы его цвет был ровным и отсутствовали трещины. А вот теплопроводность шамотного кирпича значительно выше, что поспособствует обогреву помещения за более короткий промежуток времени. Предлагаем рассмотреть основные подвиды данного рода строительного материала, а также их характеристики.

Уже упоминавшийся огнеупорный шамотный кирпич представляет собой оптимальный вариант для бани или сауны, поскольку он не подвержен влиянию химических соединений и щелочей. Кроме того, шамотный кирпич спокойно переносит резкие перепады температур, что значительно расширяет сферу его применения. Отметим, что данный материал изготавливается в большей степени из глины, по причине чего он наиболее распространен. Однако здесь есть и недостатки – верхний температурный предел: целесообразно использование при температурах, не превышающих 1000-1300°C. Применяется шамотный кирпич для печей, бань, каминов.

Делают огнеупорный кирпич из шамота – огнеупорной глины, которую добавляют и в кладочный раствор, чтобы печь не развалилась от воздействия пламени

 

Классы огнеупорного кирпича:

кварцевый, глиноземный, основной и углеродистый.

1. Кварцевый кирпич применяется там, где стенки печей соприкасаются только с пламенем или металлами. Он не переносит контакта со щелочами, известью, окислами железа. Обычно из него делают своды отражательных печей (например, каминов). В отличие от обычного кирпича, он однородный, не содержит полостей. Состоящий из чистого песчаника или кварца, сцементированного небольшим количеством глины, после обжигания, этот кирпич приобретает свойства, близкие к природным песчаникам. Кварцевый кирпич весьма надежен, однако, в отличие от шамотного он восприимчив к воздействию кислот и химических элементов. Именно поэтому областью применения данного огнеупорного материала являются отражательные печи, или же те части, где он соприкасается только с пламенем или металлом.

2. Глиноземные материалы - шамотные огнеупоры. Как уже ясно из названия, они содержат гораздо большее количество глины. Они лучше кварцевых кирпичей сопротивляются действию щелочей, например, извести. Также они лучше выдерживают быстрые перемены температуры. Огнеупорные кирпичи этого класса (иначе называемые "шамотными") легко изготовляются и потому наиболее распространены. Используются там, где температура не превосходит 1000-1300° С.

3. Основные кирпичи (от химического термина "основания"). Известково-магнезиальные огнестойкие массы находят применение в металлургии - при получении бессемеровской стали из фосфористых руд

4. Углеродистый кирпич применяется только в особых областях промышленности. В упрощенном виде, он представляет собой прессованный графит или кокс, используемый в доменных печах. Весьма специфический стройматериал и используют довольно редко.

5. Существует также такой вид огнеупорных материалов, как периклазовый огнеупорный кирпич, при изготовлении которого используются периклаз, магнезио-феррит, форстерит, шпинель, монтичеллит. Периклазовый кирпич применяется в сфере производства черных и цветных металлов, а также при обжиге цементного клинкера. 

Размеры и марки огнеупорного кирпича ША

Такие кирпичи маркируются буквой «Ш»:

  • Кирпич прямой - Ш-5, 230 ¤ 114 ¤ 65;
  • Кирпич прямой - Ш-8, 250 ¤ 124 ¤ 65;
  • Кирпич прямой - Ш-8, 250 ¤ 124 ¤ 65;

Изготавливают огнеупорный кирпич классической, а также трапециедальной, клиновидной и арочной формы.

  • Клин торцевой - Ш-22, 230 ¤ 114 ¤ 65/55;
  • Клин торцевой - Ш-23, 230 ¤ 114 ¤ 65/45;
  • Клин ребровой - Ш-44, 230 ¤ 114 ¤ 65/55;
  • Клин ребровой - Ш-45, 230 ¤ 114 ¤ 65/45.

И запомните, что кладка огнеупорных кирпичей – занятие не совсем простое, ею обязаны заниматься опытные каменщики и печники. Швы должны быть минимальной толщины, что является обязательным условием. Немаловажным можно считать состав раствора для скрепления огнеупорных материалов. Здесь оптимальный вариант – это тугоплавкие глины, к которым добавляется дробленый огнеупорный кирпич

Наша Компания предлагает своим клиентам самый разнообразный ассортимент огнеупорных кирпичей.

У нас Вы можете также купить и другие огнеупорные материалы по выгодным ценам.

Ознакомиться с продукцией Компании и сделать заказ Вы можете на сайте OGNEYPOR.RU.

ogneypor.ru


Смотрите также