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[摘 要]辐射型炉拱主要是前拱，国内外锅炉界一般都把前拱视为镜体，认为前拱对热量的传递纯粹是通过反射来实现的。根据传热学中辐射换热的基本原理和炉拱的实际情况对上述辐射引燃机现的传统说法进行了否定。根据生产实践和分析表明，真实的辐射拱的工作机理应该是：炉拱（包括相应的侧墙）通过以再辐射（包括漫反射）为主，以镜反射为辐的方式，将燃烧火床面的辐射热和部分火焰辐射传递到新燃料的着火区。
[关键词]辐射型炉拱；工作原理；前拱
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0057-01
辐射型炉拱主要是前拱。众所周知，迄今为止，国内外锅炉界一般都把前拱视为镜体，认为前拱对热量的传递纯粹是通过反射来实现的。也就是说前拱拱面上热量的传入和传出遵从反射定律。即热线的出射角等于入射角。对辐射拱工作的另一传统看法是认为火焰是辐射的唯一热源。这样，火焰的辐射，包括直接对新燃料的辐射和通过前拱的反射，提供了新燃料着火所需要的热量。这就是过去国内所公认的辐射引燃的工作机理。
抛物线拱就是实现这种思想的突出产物。按照的反射的工作原理，这种拱的拱面能够把所有帽火焰所发出的沿水平方向入射的热线集中地反射到一条焦线上。
根据传热学中辐射换热的基本原理和炉拱的实际情况对上述辐射引燃机现的传统说法进行了否定，基理由如下：
第一，炉拱材料，例如耐久性，耐火混凝土等，在传热学上基本都可能以认为是灰体，根据测定，其表面法线方向上的辐射黑度，ε约为0.8左右.这就是说，投射到炉拱上的热量中有80%左右被拱所吸收。这部分热量由于提高了拱的温度而重新被拱辐射出去，一般称之为再辐射热。其余的20%左右的热量则被拱所反射，一般称之为反射热。由于非金属表面沿法线0～70%的类角范围内可以认为是漫辐射。因此，炉拱的再辐射基本上遵守兰贝特定律，即其单位面积在一定方向所射到单位立体角内的辐射热量和辐射方向与法线夹角的余弦成正比。由此可见，炉拱的再辐射虽然比较集中在法线方向，但毕竟还是各个方向都有，而且与入射角无关；同时，总的辐射量还与拱的辐射表面成正比。这就是说，再辐射的方向和镜反射一般是不相同的，二者对表面积的依赖关系也不同，特别应该指出的是再辐射的温度有强烈的关系，而反射热则与温度的关系甚少。此外，即使在炉拱的反射中，也会由于炉拱表面不太光滑，特别是还有渣垢存在而存在相当份额的漫反射。这意味着只有一些部分反射才真正属于镜反射。还应顺便指出，即使是光滑的表面，也仍然会有漫反射出现。由此上所述可知，辐射拱的镜反射工作原理的错误之一在于只适合不到20%现象的规律来解释的现象。
第二，在辐射引燃中，火焰不是唯一的热源。众所周知，与引热区毗连的燃烧区的火床面有很高温度，较大的面积和很大黑度。它不断放射出大量热量。这部分热量虽然不能直接辐射到新燃料上去，但是可以通过。前拱传递到那里去。分析表明，由燃料火床面经由前拱转送到新燃料上的辐射热量是相当可观的。
第三，参与拱区辐射引燃的不单有炉拱，而且还有与之相应的侧墙。计算表明，在炉拱布置较高时，侧墙的传热作用甚至不亚于前拱本身。
根据生产实践和分析表明，真实的辐射拱的工作机理应该是：炉拱（包括相应的侧墙）通过以再辐射（包括漫反射）为主，以镜反射为辐的方式，将燃烧火床面的辐射热和部分火焰辐射传递到新燃料的着火区。
参考文献
[1] 赵跃民，等：新型煤化工技术，徐州，中国矿业大学出版社，2008.6.
[2] 侯侠、王建强：煤化工生产技术，北京，中国石化出版社，2012.2.
[3] 王焕梅等：有机化工生产技术，北京，高等教育出版社，2007.
[4] 梁英华：煤化工机械与设备，北京，化学工业出版社，2005.3.
[5] 俞珠峰：洁净煤技术发展及应用，北京，化学工业出版社，2004.5.
[关键词]辐射型炉拱；工作原理；前拱
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0057-01
辐射型炉拱主要是前拱。众所周知，迄今为止，国内外锅炉界一般都把前拱视为镜体，认为前拱对热量的传递纯粹是通过反射来实现的。也就是说前拱拱面上热量的传入和传出遵从反射定律。即热线的出射角等于入射角。对辐射拱工作的另一传统看法是认为火焰是辐射的唯一热源。这样，火焰的辐射，包括直接对新燃料的辐射和通过前拱的反射，提供了新燃料着火所需要的热量。这就是过去国内所公认的辐射引燃的工作机理。
抛物线拱就是实现这种思想的突出产物。按照的反射的工作原理，这种拱的拱面能够把所有帽火焰所发出的沿水平方向入射的热线集中地反射到一条焦线上。
根据传热学中辐射换热的基本原理和炉拱的实际情况对上述辐射引燃机现的传统说法进行了否定，基理由如下：
第一，炉拱材料，例如耐久性，耐火混凝土等，在传热学上基本都可能以认为是灰体，根据测定，其表面法线方向上的辐射黑度，ε约为0.8左右.这就是说，投射到炉拱上的热量中有80%左右被拱所吸收。这部分热量由于提高了拱的温度而重新被拱辐射出去，一般称之为再辐射热。其余的20%左右的热量则被拱所反射，一般称之为反射热。由于非金属表面沿法线0～70%的类角范围内可以认为是漫辐射。因此，炉拱的再辐射基本上遵守兰贝特定律，即其单位面积在一定方向所射到单位立体角内的辐射热量和辐射方向与法线夹角的余弦成正比。由此可见，炉拱的再辐射虽然比较集中在法线方向，但毕竟还是各个方向都有，而且与入射角无关；同时，总的辐射量还与拱的辐射表面成正比。这就是说，再辐射的方向和镜反射一般是不相同的，二者对表面积的依赖关系也不同，特别应该指出的是再辐射的温度有强烈的关系，而反射热则与温度的关系甚少。此外，即使在炉拱的反射中，也会由于炉拱表面不太光滑，特别是还有渣垢存在而存在相当份额的漫反射。这意味着只有一些部分反射才真正属于镜反射。还应顺便指出，即使是光滑的表面，也仍然会有漫反射出现。由此上所述可知，辐射拱的镜反射工作原理的错误之一在于只适合不到20%现象的规律来解释的现象。
第二，在辐射引燃中，火焰不是唯一的热源。众所周知，与引热区毗连的燃烧区的火床面有很高温度，较大的面积和很大黑度。它不断放射出大量热量。这部分热量虽然不能直接辐射到新燃料上去，但是可以通过。前拱传递到那里去。分析表明，由燃料火床面经由前拱转送到新燃料上的辐射热量是相当可观的。
第三，参与拱区辐射引燃的不单有炉拱，而且还有与之相应的侧墙。计算表明，在炉拱布置较高时，侧墙的传热作用甚至不亚于前拱本身。
根据生产实践和分析表明，真实的辐射拱的工作机理应该是：炉拱（包括相应的侧墙）通过以再辐射（包括漫反射）为主，以镜反射为辐的方式，将燃烧火床面的辐射热和部分火焰辐射传递到新燃料的着火区。
参考文献
[1] 赵跃民，等：新型煤化工技术，徐州，中国矿业大学出版社，2008.6.
[2] 侯侠、王建强：煤化工生产技术，北京，中国石化出版社，2012.2.
[3] 王焕梅等：有机化工生产技术，北京，高等教育出版社，2007.
[4] 梁英华：煤化工机械与设备，北京，化学工业出版社，2005.3.
[5] 俞珠峰：洁净煤技术发展及应用，北京，化学工业出版社，2004.5.