流体载热远红外辐射加热特性的研究

摘要

采用红外辐射加热(特别是远红外辐射加热)与其它加热方法比较，能缩短加热升温时间，控制辐射通量的空间分布，直接加热对象，避免能量因加热介质而损失。因此应用红外辐射加热技术具有节约能源、提高生产率等优点。但是传统的红外辐射加热消耗的基本都是电能，能耗也是巨大的，如果能采用中低压蒸汽、烟道气等工业废气来产生红外辐射能，则可以大大提高能源的利用率。 本文采用液体热源载热进行红外辐射加热，提出了用导热油作为热载体来获取红外辐射能的实验设想，并根据自行设计的装置进行了初步的的研究。考察了水作为物料红外加热的模拟试验，比较不同辐射涂料对辐射效果的影响，比较了不同辐射距离对加热效果的影响。 进行不同工况的加热动力学的对比试验，探讨了红外辐射加热系统结构参数和工艺参数在加热过程的影响，为红外辐射加热的理论分析和计算提供了可靠的基础。 采取两种不同方式进行加热，并讨论照射式和浸没式两种不同加热方式对物料温度变化的影响，提出了两种方式各自适用的基本范围。 理论计算了两种不同涂料的涂镀效果的总传热系数，无涂料的辐射管总传热系数为9.40W/(m2·K)，采用国内涂料的辐射管总传热系数为11.65W/(m2·K)，传热性能提高了23.9％，采用日本涂料的辐射管总传热系数为11.40W/(m2·K)，传热性能提高了21.7％。 通过对经济效益的粗略评价，说明了采用蒸汽加热比电能加热可以节约成本约13.4％。如果能够充分利用中低压蒸汽、烟道气等工业废气来产生红外辐射能，可大幅度的节约能源，同时也保护了环境。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1加热在生产中的应用

1.1.1热风加热

1.1.2燃气加热

1.1.3电能加热

1.2红外辐射加热的基本规律及机理

1.2.1红外辐射的基本规律

1.2.2红外辐射加热机理

1.3红外辐射加热的应用

1.3.1红外辐射在烘干油漆中的应用

1.3.2红外辐射加热、烘干铸型砂芯

1.3.3红外辐射在纺织行业的应用

1.3.4红外辐射在塑料工业的应用

1.3.5红外辐射加热干燥谷物

1.4存在的问题及物料的确定

1.4.1传统红外加热存在的问题

1.4.2实验物料的确定

1.5本文研究的意义及内容

第二章实验装置及实验方法

2.1实验装置

2.1.1总体示意图

2.1.2多点温度检测系统

2.1.3恒温油槽系统

2.2各部分的物性参数

2.2.1加热槽与辐射管

2.2.2辐射管进出口温度测量

2.2.3输油管保温层

2.2.4涂料特性

2.3实验方法

第三章实验结果与讨论

3.1照射式加热

3.1.1水温随加热时间的变化

3.1.2辐射距离对加热速率的影响

3.1.3不同温度段，加热速率随辐射距离的变化

3.1.4水吸收的热量

3.1.5导热油流量对水吸收热量的影响

3.2直接传导式加热

3.2.1水升高温度与加热时间的关系

3.2.2不同温度段的加热效率

3.3两种加热方式的比较

3.4理论计算总传热系数

3.4.1各物理参数计算

3.4.2 Blank管的热工特性

3.4.3 Gb管的热工特性

3.4.4 Able管的热工特性

3.5流体辐射加热的经济性评价

3.6小结

第四章结论与建议

4.1结论

4.2建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢