紅外輻射涂料的節(jié)能機理

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1、紅外輻射涂料的節(jié)能機理九江云華昕涂料有限公司工業(yè)窯爐爐膛內(nèi)傳熱有:火焰輻射、燃燒的產(chǎn)物輻射、爐墻固體表面輻射和爐內(nèi)氣體輻射和爐內(nèi)氣體的對流傳熱。簡單來說，參與爐內(nèi)熱交換過程的有3種基本物體：爐氣、爐壁、加熱煅燒物。在800℃以下是爐氣與被加熱物之間的傳熱主要依靠對流傳熱；在800℃~1000℃之間是則同時依靠對流和輻射，當(dāng)溫度高于1000℃時爐氣與被加熱物之間的熱傳導(dǎo)主要依靠遠(yuǎn)紅外輻射換熱，被加熱物所吸收的熱90%通過輻射換熱來實現(xiàn)的。大部分工業(yè)窯爐爐膛內(nèi)由耐火磚，耐火澆注料，耐火輕質(zhì)保溫磚或陶瓷纖維砌筑的。這些耐火材料具有耐火性，

2、高溫下強度高，穩(wěn)定性高等特性可以滿足窯爐需要，但這些耐火材料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率一般在0.35左右（如在1100℃下：耐火粘土磚：0.35~0.65，莫來石0.4，氧化鋁0.18~0.52，耐火纖維0.35）.……………………….(參考文獻(xiàn):張正榮編《傳熱學(xué)》高等教育出版社1991.)……………………………1，紅外輻射涂料的節(jié)能機理在于：（1）能增加基體表面黑度，增強基體表面對熱源傳來熱量吸收后的輻射傳熱，而反射部相應(yīng)減少（見表2）。爐窯內(nèi)襯用耐火材料常溫下的黑度一般為0.6～0.8，隨著爐溫的升高，會大幅度下降，而紅外輻射涂料能減緩這種

3、下降，有時甚至可以使其升高（見圖1）。表2爐內(nèi)壁黑度與吸熱后能量分布爐內(nèi)壁黑度傳導(dǎo)熱損失反射能量輻射能量爐內(nèi)壁黑度傳導(dǎo)熱損失0.35％0.70％0.90％5％5％5％65％30％10％30％65％85％2,由于基體表面的吸收和輻射作用，改變了傳熱區(qū)內(nèi)熱輻射的波譜分布，將熱源發(fā)出的間斷式波譜轉(zhuǎn)變成了連續(xù)波譜，從而促進(jìn)被加熱物體吸收熱量。3，據(jù)Wien位移定律，隨著溫度的升高，輻射峰值波長會向短波段移動；又據(jù)Planck定律計算可知，高溫輻射能量大多數(shù)集中在1～5um波段，如1000℃和1300℃時，會分別有76％和85％的輻射能量集中

4、在這一波段內(nèi)，而一般的耐火材料在這一波段的發(fā)射率很低，對高溫輻射不利，紅外輻射涂料可以彌補這一不足（見圖2）。,4，根據(jù)熱工學(xué)著名的輻射熱4次方原理即斯蒂芬-波爾茲曼公式:EωεωTω1213840.711001664860.96(HRC)1100A1213840.96(HRC)995883070.7995198410.7600257940.91(HRC)600B198410.91(HRC)545注：Eβ:黑體全輻射熱能Eω(kcal/㎡h)：爐壁全輻射152940.7545熱能εω：爐壁全輻射率Tω(℃)：爐內(nèi)壁面溫度◆刷涂紅外輻

5、射涂料后爐壁輻射熱能的變化圖EωεωTω(℃)EωεωTω(℃)1213950.71100198420.76001664840.96(HRC)1100257940.91(HRC)600高溫段低溫段1213950.96(HRC)996198420.91(HRC)545885860.7996152940.7545＊在高溫段施工YH-HRC前，爐壁的輻射率為0.7，溫度為1100℃時輻射熱為121395Kcal/㎡h，但涂上后HRC后輻射率提高為0.96，輻射熱上升為166484Kcal/㎡h，因為加工物所需熱能為常數(shù)，那么溫度下降到99

6、6℃左右即可。＊在高溫段中爐溫每下降1℃，節(jié)約的能量為（121395-88586）/（1100-996）=315Kcal/㎡h；在低溫段中爐溫每下降1℃，節(jié)約的能量為（19842-15294）/（600-545）=83Kcal/㎡h。由此可見在爐內(nèi)溫度越高，HRC節(jié)能越顯著。右圖中藍(lán)色線與紅色線之間的落差就是施工紅外輻射涂料后提高的輻射熱能，如果我們認(rèn)為所需要的熱能定為常數(shù)，比如要求釋放的熱能是16萬大卡，施工前爐內(nèi)溫度要求在1200度，而施工HRC后只需1100度左右，就不需要那么高的溫度就可以獲取同樣熱能。