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2023-06-23
如何计算气体辐射和火焰辐射的传热量？
【摘要】：在图中，1、2、3分别为气体辐射、预燃烧室内的火焰辐射和主燃烧室内的火焰辐射与辐射传热总量Qtotal之间的比率。此时努塞尔特数Nu定义为式中，为单位时间的平均传热量（散热量）；B为气缸内径；kg为气体热传导系数。由泰勒发表的气体相关温度Tg，a、黏性系数μg、热传导系数kg随当量比φ的关系如图8-15所示。
柴油机每一循环辐射传热量与总传热量（瞬间测量的传热量总和）之间的比值Qradiant/Qtotal与指示平均有效压力pm，i的关系如图8-13所示。在图中此比值出现最大的点为，热电偶热接触面粘附煤烟的状态，此状态类似于实际运行的气缸壁状态。另外，图8-14所示为Sitkei测量的数据，以轴功率的百分比进行显示。在图中，1、2、3分别为气体辐射、预燃烧室内的火焰辐射和主燃烧室内的火焰辐射与辐射传热总量Qtotal之间的比率。4为1、2、3之和，即为与辐射总热量之间的比率。冷却损失热量中辐射热量占20%～30%，虽然与艾伯索尔（G.D.Ebersole）的数据有大的差异，但可以肯定的是，在柴油机中不能忽略辐射传热量。
图8-13 辐射热流/传热流
图8-14 燃烧室各部分辐射传热量与总传热量之比
泰勒通过从19个其他发动机中获得的总热传递数据进行了修正。假设冷却液和壁表面温度几乎不随发动机发生变化，根据几何学形状的差异也小，并把努塞尔数Nu
表示为与雷诺数Re之间的关系。他把循环中的平均气体温度Tg，a定义为
∫Ahc（T-Tg，a）dθ=0
如果绝热，平均气体温度Tg，a就等于气缸壁表面的温度。此温度是在平均热传递-壁表面温度线图中以外推法在热传递为0的点上求出的温度。此时努塞尔特数Nu定义为
式中，
为单位时间的平均传热量（散热量）；B为气缸内径；kg为气体热传导系数。
雷诺数Re定义为
式中，
为质量流量率；μg为气体的黏性系数。Re与Nu之间的关系如图8-15所示，以对数-对数坐标进行了显示。在图中的斜率为0.7。由泰勒发表的气体相关温度Tg，a、黏性系数μg、热传导系数kg随当量比φ的关系如图8-15所示。
图8-15 总热传递
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