ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОВЫХ ОБЪЕМОВ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ, ФАКЕЛЬНЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ, ТОПОК ПАРОВЫХ КОТЛОВ, КАМЕР СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
LAWS OF THERMAL RADIATION OF GASEOUS VOLUMES OF ELECTRIC ARC STEEL-MELTING FURNACES, FLARE HEATING FURNACES, STEAM BOILER FURNACES, COMBUSTION CHAMBERS OF GAS TURBINE PLANTS

Скачать статью

Авторы

А.Н. Макаров

Аннотация

Изложены результаты анализа источников тепла, поступающего в высокомощную дуговую сталеплавильную печь (ДСП). Указано, что электрические дуги являются основными источниками тепла в ДСП; теплообмен ионизированных газовых объемов дуг и неионизированных газовых объемов факелов газокислородных горелок с поверхностями нагрева в ДСП осуществляется тепловым излучением. Доказано наличие значительной погрешности при расчете теплообмена газовых объемов дуг, факелов с поверхностями нагрева по закону теплового излучения твердых тел, т.е. по закону Стефана – Больцмана. Рассмотрены открытые в России в 1996–2001 годах законы квантового теплового излучения газовых объемов электрических дуг и факелов ДСП, факелов, факельных нагревательных печей (ФНП), топок паровых котлов (ТПК) тепловых электрических станций, камер сгорания (КС) газотурбинных установок (ГТУ) электро-станций. Отмечено, что, согласно открытым законам, в газовые объемы дуг, факелов вписываются цилиндрические газовые объемы и в расчетах их тепловое излучение с высокой точностью моделируется тепловым излучением цилиндрических осей симметрии. На основе открытых законов разработана методика расчета теплообмена в ДСП, ФНП, ТПК, КС ГТУ.

Ключевые слова

электрическая дуга, факел, теплообмен излучением, газовые объемы, законы теплового излучения, печи, топки, камеры сгорания.

Abstract

The results of the analysis of heat sources entering a high-power arc steelmaking furnace (ASF) are presented. It is stated that electric arcs are the main sources of heat in ASF; heat exchange of ionized gas volumes of arcs and non-ionized gas volumes of flares of gas-oxygen burners with heating surfaces in ASF is carried out by thermal radiation. It is proved that there is a significant error in calculating the heat exchange of gas volumes of arcs and flares with heating surfaces according to the law of thermal radiation of solid bodies, i.e. according to the Stefan – Boltzmann law. The laws of quantum thermal radiation of gas volumes of electric arcs and flares, flares, flare heating furnaces (FHF), steam boiler furnaces (SBF) of thermal power plants, combustion chambers (CC) of gas turbine units (GTU) of power plants discovered in Russia in 1996–2001 are considered. It is noted that, according to the open laws, cylindrical gas volumes of arcs, flares are inscribed in the gas volumes of arcs, flares and in calculations their thermal radiation is modeled with high accuracy by thermal radiation of cylindrical symmetry axes. On the basis of the open laws the methodology of heat exchange calculation in ASF, FHF, SBF, CC of GTU is developed.

Keywords

electric arc, torch, heat exchange by radiation, gas volumes, laws of thermal radiation, furnaces, fireboxes, combustion chamber