Flyash radiative properties and effects on radiative heat transfer in coal-fired systems

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1989, Vol.32 (4), p.627-638
• Main Authors: Goodwin, D.G., Mitchner, M.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: absorption; Applied sciences; Combustion of solid fuels; Combustion. Flame; Energy; Energy. Thermal use of fuels; Exact sciences and technology; heat transfer; Theoretical studies. Data and constants. Metering
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(89)90211-1

The radiative properties of flyash polydispersions are calculated, allowing for realistic wavelength-dependent optical constants. Spectral absorption, scattering, and extinction efficiencies are presented, along with the spectral scattering asymmetry parameter. Wavelength-integrated Planck mean values are also given. The mean single-particle total emissivity ranges from approximately 0.05 to 0.15, depending on size distribution and temperature. The effects of magnetite particles in the ash on the radiative properties are discussed. The contribution of flyash to radiative heat transfer in coal combustion systems is examined, and for typical furnace conditions flyash is predicted to enhance the total emittance by approximately 20%. On calcule les propriétés radiatives des polydispersions de cendres volantes, avec des constantes optiques dépendant, de façon réaliste, de la longueur d'onde. L'absorption spectrale, la diffusion et l'extinction sont présentées, en tenant compte d'un paramètre d'asymétrie de diffusion spectrale. On donne aussi les valeurs moyennes du coefficient de Planck intégrées en longueur d'onde. L'émissivité totale pour une seule particule moyenne varie entre 0,05 et 0,15 selon la distribution de taille et la température. On discute les effets des particules de magnetite, dans la cendre, sur les propriétés radiatives. La contribution de la cendre volante au transfert radiatif dans les systèmes à combustion de charbon est examinée et, pour des conditions typiques d'un foyer, la cendre volante accroit lémittance totale d'environ 20%. Unter Berücksichtigung einer realistischen Wellenlängenabhängigkeit der optischen Konstanten werden die Strahlungseigenschaften für polydisperse Flugasche berechnet. Die Koeffizienten für spektrale Absorption, Streuung und Extinktion werden gemeinsam mit dem spektralen Asymetrieparameter der Streuung dargestellt. Auβerdem werden die über die Wellenlänge integrierten Planck'schen Mittelwerte angegeben. Die mittlere Gesamtemissivität des Einzelpartikels reicht von 0,05 bis 0,15—abhängig von Gröβenverteilung und Temperatur. Die Einflüsse von Magnetitpartikeln in der Asche auf die Strahlungseigenschaften werden diskutiert. Der Beitrag der Flugasche zum Strahlungswärmeaustausch in kohlebefeuerten Verbrennungssystemen wird untersucht. Für typische Brennraumverhältnisse wird eine Erhöhung der Gesamtstrahlung durch die Flugasche um ungefähr 20% vorhergesagt. Paccчитывaютcя Paдиaциoнныe cвoйcтвa пoлидиcпePcнoй лeтuчeй зoл