基本介紹
- 中文名：紅外高溫輻射塗料在鍋爐中套用機理
- 外文名：紅外高溫輻射塗料
- 套用：工業鍋爐、電站鍋爐等
- 噴塗位置：受熱面或爐體內側
- 類型：節能產品和技術
簡介,詳細信息,
簡介
紅外高溫輻射塗料是一種對爐膛內的輻射能譜（火焰或電輻射熱源）有較高吸收率（ ）或發射率（ ）的功能型節能材料，可以直接噴塗在工業鍋爐、電站鍋爐、各種火焰爐、各種電加熱爐等各類爐體的受熱面或爐體內側，從而強化熱源與受熱面或受熱體之間的輻射熱交換，以達到提高爐子熱利用率以及節約能源的目的，實際套用表明，將新一代輻射塗料塗在各種爐型上，能夠有效地降低煙氣的出爐溫度，而且由於具有施工簡單、節省投資，使用範圍廣等一系列優越性，被國內外普遍認為二十一世紀的一種重要的節能產品和技術。
為了探討新一代輻射塗料在鍋爐中套用時的節能機理，我們把鍋爐內爐氣（熱源）的流通斷面簡化為如圖1所示的方形截面，流通截面的四周均為水冷受熱面，本文分析沿爐氣流動方向上爐氣與受熱面間的一維輻射熱交換過程
如圖1所示，在爐氣流動過程中爐氣與受熱面之間不斷進行熱交換，爐氣和受熱面的溫度分別為Tg和Tw，爐氣的吸收率和發射率分別為A1和ε1，壁面的吸收率和發射率分別為A2和ε2。由於受熱面內水與受熱面間的對流換熱係數很大，受熱面中金屬壁的導熱係數也很大，為了便於分析，我們忽略受熱面中的導熱熱阻及受熱面內壁面和水之間的對流換熱熱阻，只考慮爐氣和壁面之間的輻射換熱。在這種情況下，受熱面的溫度與壁內水的溫度比較接近，而且由於在鍋爐的輻射區內，水的溫度變化比煙氣的溫度變化小得多，因而分析時可近似將輻射區內的受熱面溫度視為定值Tw。
如圖1所示，鍋爐爐膛內爐氣的自身輻射為E1，受熱面內壁的自身輻射為E2，面積為F。根據氣體與包殼壁間的輻射換熱，可以用有效輻射和淨輻射熱流的概念來討論。
詳細信息
由於氣體無反射能力，因此爐氣的有效輻射等於其自身輻射，即
（1）受熱面的有效輻射等於其自身輻射加反射輻射，而氣體的反射輻射包括兩部分 ：一部分是爐氣輻射至壁面被反射的；另一部分是壁面輻射經爐氣吸收一部分後輻射至壁面本身（因為受熱面為自見面）被反射的。因此
（2）將（1）代入（2），並且根據基爾霍夫定律認為 ，整理後得：
（3）受熱壁面的淨輻射熱流 為：
（4）將（3）代入式（4），經整理得出：
（5）當氣體與壁面處於熱平衡狀態時，根據基爾霍夫定律， ，則上式可改寫為：
（6）在鍋爐的水冷受熱面上塗上新一代輻射塗料後，使受熱面的吸收率為 ，如果還保持 、 不變，則噴塗後的輻射換熱量 應為：
（7）由（6）和（7）可推出噴塗後的節能率為：
（8）由式（8）可以看出，提高水冷受熱面的吸收率可以有效地提高煙氣對水的輻射換熱量，從而達到節能的目的。
