红外辐射涂料的节能机理

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1、红外辐射涂料的节能机理九江云华昕涂料有限公司工业窑炉炉膛内传热有:火焰辐射、燃烧的产物辐射、炉墙固体表面辐射和炉内气体辐射和炉内气体的对流传热。简单来说，参与炉内热交换过程的有3种基本物体：炉气、炉壁、加热煅烧物。在800℃以下是炉气与被加热物之间的传热主要依靠对流传热；在800℃~1000℃之间是则同时依靠对流和辐射，当温度高于1000℃时炉气与被加热物之间的热传导主要依靠远红外辐射换热，被加热物所吸收的热90%通过辐射换热来实现的。大部分工业窑炉炉膛内由耐火砖，耐火浇注料，耐火轻质保温砖或陶瓷纤维砌筑的。这些耐火材料具有耐火性，

2、高温下强度高，稳定性高等特性可以满足窑炉需要，但这些耐火材料的远红外发射率一般在0.35左右（如在1100℃下：耐火粘土砖：0.35~0.65，莫来石0.4，氧化铝0.18~0.52，耐火纤维0.35）.……………………….(参考文献:张正荣编《传热学》高等教育出版社1991.)……………………………1，红外辐射涂料的节能机理在于：（1）能增加基体表面黑度，增强基体表面对热源传来热量吸收后的辐射传热，而反射部相应减少（见表2）。炉窑内衬用耐火材料常温下的黑度一般为0.6～0.8，随着炉温的升高，会大幅度下降，而红外辐射涂料能减缓这种

3、下降，有时甚至可以使其升高（见图1）。表2炉内壁黑度与吸热后能量分布炉内壁黑度传导热损失反射能量辐射能量炉内壁黑度传导热损失0.35％0.70％0.90％5％5％5％65％30％10％30％65％85％2,由于基体表面的吸收和辐射作用，改变了传热区内热辐射的波谱分布，将热源发出的间断式波谱转变成了连续波谱，从而促进被加热物体吸收热量。3，据Wien位移定律，随着温度的升高，辐射峰值波长会向短波段移动；又据Planck定律计算可知，高温辐射能量大多数集中在1～5um波段，如1000℃和1300℃时，会分别有76％和85％的辐射能量集中

4、在这一波段内，而一般的耐火材料在这一波段的发射率很低，对高温辐射不利，红外辐射涂料可以弥补这一不足（见图2）。,4，根据热工学著名的辐射热4次方原理即斯蒂芬-波尔兹曼公式:EωεωTω1213840.711001664860.96(HRC)1100A1213840.96(HRC)995883070.7995198410.7600257940.91(HRC)600B198410.91(HRC)545注：Eβ:黑体全辐射热能Eω(kcal/㎡h)：炉壁全辐射152940.7545热能εω：炉壁全辐射率Tω(℃)：炉内壁面温度◆刷涂红外辐

5、射涂料后炉壁辐射热能的变化图EωεωTω(℃)EωεωTω(℃)1213950.71100198420.76001664840.96(HRC)1100257940.91(HRC)600高温段低温段1213950.96(HRC)996198420.91(HRC)545885860.7996152940.7545＊在高温段施工YH-HRC前，炉壁的辐射率为0.7，温度为1100℃时辐射热为121395Kcal/㎡h，但涂上后HRC后辐射率提高为0.96，辐射热上升为166484Kcal/㎡h，因为加工物所需热能为常数，那么温度下降到99

6、6℃左右即可。＊在高温段中炉温每下降1℃，节约的能量为（121395-88586）/（1100-996）=315Kcal/㎡h；在低温段中炉温每下降1℃，节约的能量为（19842-15294）/（600-545）=83Kcal/㎡h。由此可见在炉内温度越高，HRC节能越显著。右图中蓝色线与红色线之间的落差就是施工红外辐射涂料后提高的辐射热能，如果我们认为所需要的热能定为常数，比如要求释放的热能是16万大卡，施工前炉内温度要求在1200度，而施工HRC后只需1100度左右，就不需要那么高的温度就可以获取同样热能。