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在辐射换热的各种数学模型中,段法的机理严密,精度最高,迄今为止仍被作为其他辐射传热计算模型的检验基准。
本文在辐射换热网络法基础上,提出了气体散射热阻的概念,绘制了散射介质参与体系辐射换热网络图。将气体对不同表面的发射率和逸散系数加以区分,有助于解决任意形状封闭体系的辐射换热问题。
以段法中辐射交换面积为基础,对各向同性散射介质中辐射交换面积进行了研究,得到各向同性散射介质中辐射直接交换面积和辐射全交换面积的表达式及其各种特性。数值模拟结果表明,考虑介质散射特性之后,表面段—表面段的辐射直接交换面积减小,气体段—表面段、气体段—气体段的辐射直接交换面积增大。在散射性灰体介质中辐射直接交换面积仍存在着互换性,充分利用这种特性可以避免大量的重复计算。考虑介质散射特性之后,气体段—表面段的辐射全交换面积减小,气体段—气体段的辐射全交换面积增大,介质的散射特性削弱了气体与表面之间的辐射热交换。
散射介质中的辐射交换面积可用于求解炉内三维温度场的段法中,本文的研究工作为燃煤电站锅炉炉膛热交换的研究做了比较系统的准备工作。