第五章热工计算课件.pptVIP

第五章 热工计算 主要内容有： （1）燃烧计算 （2）传质计算 （3） 传热计算（导热，对流，辐射） （4）动量传递 5.1 燃烧计算 燃烧计算: 燃烧计算实际上十分复杂。对于不同的燃料，其燃烧机理也不同。如重油，天然气，煤。他们分别属于液，气，固三态。同时气态的有焦炉煤气，混合煤气，水煤气，高炉煤气，天然气，液化气等。由于其成分不同燃烧机理也不同。实际上，任何燃烧都与其环境有关，燃烧涉及到传质，传热，动量传递。十分复杂，到目前为止，仍然是研究的活跃的领域。 这里只研究其零维燃烧数学模型 按照硅酸盐热工理论课程。燃烧计算按照零维模型计算。如理论烟气量，理论空气量，实际空气量，实际烟气量的计算和实际温度和理论温度的计算。 这些计算都是简单计算，即顺序计算。十分简单。用excel计算就可。 例如：理论空气量的计算 5.2 稳态导热计算 1 数学模型 数学模型可有两种表述方式： （1）傅里叶表示方法 二者的差异在于目的不同 前者关心的是热流，或者关心的是温度分布。后者比前者更重要。后者能使前者计算结果更准确。 一般来讲。一维稳态导热最为简单。但对于多层平壁导热计算还是比较复杂。因为导热系数是随温度变化的量，交界面温度的变化会引起导热系数的变化，导热系数的变化又会引起温度分布的变化。因此，存在一个合理的迭代问题。 例如：玻璃胸墙导热 玻璃胸墙一般有三到四层材料构成：第一层为345mm的硅砖，第二层为硅质密封料5mm，第三层为轻质硅砖，一般为65mm,第四层是普通轻质粘土砖，一般为115mm,外层是硅藻土转，一般为65mm.假定是钠钙玻璃，火焰温度是1578度，胸腔温度为1520度。环境温度为25度。求散热损失。材料的导热系数如下： 该问题是典型的稳态导热问题 (1) 数学模型的建立 解的步骤 由于交界面的温度为未知数，所以，必需假设交界面的温度。由此计算出各种材料的导热系数，再计算热流，计算出热流以后，根据稳态导热的原理，再推算各交界面的温度，再根据温度计算导热系数，由导热系数再计算热流，比较两次计算出的热流，如果热流的误差大于预定的很小值，再返回计算。如此反复，直到达到规定的误差值为止。 计算流程图 计算公式 （1）假设温度，计算 第二大步 根据稳态导热原理计算交界面温度 再计算导热系数和热流 （三）比较热流误差，看是否瞒足要求条件。 下面用塞德尔访法解之 t1 t2 t3 t4 t5 t6 ta 根据稳态导热原理 一般情况下 对于边界上 这一方程显然是非线性的。非线性方程显然要用牛顿法或其他方法 内结点采用塞德尔法，外节点采用牛顿法。 程序 #includemath.h #includestdio.h main() { int i,j,k,n; static double a[5]={0.92,0.6,0.58,0.41,0.10}; static double b[5]={0.7,0.58,0.43,0.35,0.228}; static double d[5]={0.345,0.005,0.065,0.115,0.230}; double t[7],xt[7],ta,aw,r[5],aaw,la[5],cc,eps,qloss; xt[0]=1720.0; t[0]=1720; eps=0.0001; ta=293; aaw=2.56; for(i=1;i7;i++) t[i]=720; j=0; do{ j=j+1; for(i=0;i5;i++) la[i]=a[i]+b[i]*(t[i]+t[i+1])/2/1000; for(i=0;i5;i++) r[i]=la[i]/d[i]; for(i=1;i5;i++) xt[i]=r[i-1]/(r[i-1]+r[i])*xt[i-1]+r[i]/(r[i-1]+r[i])*t[i+1]; aw=aaw*pow((t[5]-ta),0.25)+4.54*(pow((t[5]/100),4)-pow((ta/100),4))/(t[5]-ta xt[5]=r[4]/(aw+r[4])*xt[4]+aw/(aw+r[4])*ta; k=0; for(i=1;i6;i++) for(i=1;i6;i++) { cc=abs(xt[i]-t[i]); if(cceps) k=k+1; } for(i=0;i6;i++) t[i]=xt[i]; }while(k0); qloss=la[0]/d[0]*(t[0]-t[1]); for(i=0;i6;i++) printf(tt(%d)=%e