Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 20 - Värmeöverföring i bränsleeldade industriugnar, av Per-Olof Strandell
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
peraturberoende emissionsfaktor. Utförliga
diagram härför finns t.ex. i Ingenjörshandboken.
Tekniska grundvetenskaper, 2:a och 3:e uppl.
s. 295. För i ugnsrum normala skikttjocklekar
0,5—2,0 m är emissionsfaktorn 0,1—0,2. Vid
relativt låg temperatur är den dock större.
Vid hög temperatur i ugnsrummet brukar man
inte ta hänsyn till gasstrålningen, då
väggstrålningen dominerar i detta fall. Vid beräkning
av förvärmningsrum, t.ex. den första delen av
en genomskjutningsugn är gasstrålningen
däremot av dominerande betydelse. Man måste då
avväga konvektion och gasstrålning mot
varandra, eftersom en trång kanal ger hög
gashastighet och därför gynnar värmeöverföring
genom konvektion, medan en vid kanal ger
tjockt gasskikt och gynnar överföring genom
gasstrålning.
Vid förbränning av kolväten avskils
kolpartiklar på upp till 3 u. De ger lågan dess gulvita
färg och lyskraft. Denna flamstrålning (från
kolpartiklarna) kan vara många gånger större
än gasstrålningen. Den beror givetvis av
kolpartiklarnas koncentration i flamman, som i
sin tur bestäms av flera omständigheter.
Eftersom strålningen i detta fall sänds ut från en
fast kropp, följer den Stefan-Boltzmanns lag.
Vid International Flame Research Foundation
har man bl.a. funnit att bränslets
kol-väteförhållande ocli förhållandena vid dess blandning
med förbränningsluften har dominerande
betydelse för kolkoncentrationen i flamman. Då
emissionsfaktorn är en funktion av
partikel-koncentrationen och temperaturen, varierar
den naturligt nog längs flamman (fig. 3). Den
är mycket hög i den del av lågan som lyser
starkast och kan närma sig 1.
Då flammans temperatur är högst strax efter
detta maximum, inses att lysande flammor
mycket lätt kan orsaka lokal överhettning. För
dem krävs därför ett relativt stort
förbränningsutrymme och ett relativt stort avstånd
mellan flamman och det värmda materialets
yta för att stora temperaturskillnader skall
undvikas.
Av vikt är också att flamman kyls, varvid
förbränningshastigheten minskas, om den
kommer i kontakt med en kall yta. Det anförda
talar starkt för användning av flamlös
förbränning vid vilken flamstrålningen ersätts med
högre gashastighet och därmed större
värmeöverföring genom konvektion. Härigenom
minskas nämligen erforderligt ugnsutrymme
och risken för överhettning.
Prov har visat att konvektiv värmeöverföring
spelar en väsentlig roll även i martinugnar.
Man har bl.a. funnit att en ökning av
flammans impuls ger snabbare värmeöverföring
trots att detta medför snabbare förbränning
och mindre emissionsfaktor. Som exempel kan
nämnas att man vid prov i Delft-modellen2 har
funnit att ändring av flammans riktning från
parallell med bottnen till sned mot denna gav
200—350 % ökning av värmeöverföringen till
bottnen.
Värmeöverföringen i ugnsrum
Flamman och rökgaserna avger såsom nämnts
värme till godset och ugnsväggarna genom
konvektion och strålning. Godset tillförs vidare
värme indirekt genom strålning från väggarna.
Denna absorberas emellertid av rökgaserna i
en utsträckning som är proportionell mot
deras emissionsfaktor. En lysande flamma med
en emissionsfaktor nära 1 släpper sålunda
igenom bara en liten del av strålningen från
väggarna.
Vid beräkning av värmeöverföringen till
godset skall man ta hänsyn till de nämnda
processerna och dessutom till godsets värmeutbyte
med upplagen. Då godset vilar på en härd
förlorar det i regel värme till denna genom
ledning. En fullständig beräkning av
värmeöverföringen är därför komplicerad. En viss
osäkerhet uppstår också genom att t.ex. flammans
utbredning och emissionsfaktorn måste
uppskattas.
Vid beräkning av t.ex. en
genomskjutningsugn delas denna upp i snitt, och en
värmebalans görs för vart och ett. Då värmeutbyte
sker i ugnens längdriktning vartill hänsyn inte
brukar tas vid beräkningen ger denna metod
inte fullt riktiga resultat. För en teoretiskt
riktig beräkning krävs alltså en komplicerad
metod som inte kan tillämpas i praktiken.
Vi snabb värmning önskar man emellertid
en såvitt möjligt jämn värmeupptagning runt
det värmda godset varvid flamlös förbränning
är lämpligast. Härvid förenklas problemet
genom att man behöver ta hänsyn bara till
värmeöverföring genom konvektion från
rökgaserna till godset och genom strålning från
ugnsväggarna.
Det har tidigare visats att man vid hög
gashastighet kan få en konvektiv värmeöverföring
som även vid hög temperatur är av samma
storleksordning som överföringen genom strål-
TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 18 545
Fig. 3. Emis.
sionsfaktorn för
flamma frän [-olje-masugns-eldning.-]
{+olje-masugns-
eldning.+}
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
