Лучеиспускание факела

Свечение факела обусловливается наличием в нём продуктов горения: углеводородов, раскалённых частиц сажи, угля и летучей золы. Такое плымя обычно называют факелом. Излучение факела в основном определяется излучением содержащихся в нём раскалённых частиц. Но размеры и количество этих частиц зависят от рода топлива, способа его сжигания, формы и объёма топки, количества подаваемого воздуха и т. д. Учесть влияние всех этих факторов и определить степень черноты факела расчётным путём практически невозможно. Опытами установлено, что для лучей различных длин волн степень черноты факела различна – для коротких длин волн она больше, чем для длинных. поэтому о степени черноты факела нельзя судить и по зрительному впечатлению.

На основании сказанного видно, что по физической природе излучение факела ближе к излучению твёрдого тела, чем к излучению газов. При расчёте лучеиспускания факела большая неопределённость имеется и в определении его эффективной температуры.

Вследствие высокой температуры продуктов горения процесс теплообмена в топках осуществляется преимущественно путём лучеиспускания. Поэтому расположенные в топке поверхности называются радиационными. При этом площадь радиационной поверхности определяется как величина непрерывной плоскости, имеющей температуру и коэффициент поглощения экранных труб, и по тепловосприятию эквивалентную действительной экранной поверхности.

При тепловом расчёте топки ищется площадь радиационной поверхности . Если же задана, то в расчёте определяется температура уходящих из топки газов.

Практические расчёты топок в настоящее время проводятся по эмпирическим формулам ВТИ (Всесоюзный теплотехнический институт, Москва) и ЦКТИ (Центральный котлотурбинный институт, Ленинград)

где – эффективная температура факела и его степень черноты соответственно.

Эффективная температура факела ищется как среднегеометрическая из теоретической температуры горения , т. е. причём Степень черноты берётся из таблиц. Формула для расчёта теплового потока конечно же приближённа: она не учитывает целый ряд факторов, важных для работы топки. Поэтому в неё вводят поправки, полученные при испытаниях топок.

Имеются и другие формулы, например, формулы Тимофеева, Гурвича и др. Однако все они приближённы. Основная трудность заключается в выборе температуры топки, которая может сильно отличаться от эффективной температуры. Видимо целесообразно для расчётов брать температуру на выходе из топки . Нельзя также сбрасывать со счётов конвективный теплообмен, который сильно зависит от гидродинамической обстановки в топке.