基于红外积分球试验的粉体材料辐射特性分析研究(2)
时间:2018-08-19 17:21 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
窑炉在工业生产中具有非凡意义。在当今注重可持续发展的时代，节能环保是窑炉行业未来发展的主题，窑炉节能可通过改善耐火材料的性能、降低窑体散热、提高燃烧率和热能使用率等方法实现。在这些方法中，改善隔热保温材料的性能可以显著提高窑炉的能源利用效率。性能优越的隔热保温涂层可以实现良好的保温效果，具有较低的导热系数，可以提高节能保温效果。窑炉可以用于物料的煅烧，它是由耐火材料砌成的。通常情况下，炉窑的工作温度在350摄氏度以上，如果采用高温炉窑可以升至2000摄氏度。炉窑加热升温的方式多种多样，可通过煤、气、油、电或电磁感应等方法。热传导、热对流和热辐射是炉窑与外界交换热量的主要方式。工作温度较低时，热量交换的主要形式是热对流；工作温度较高时（注：温度大于800摄氏度），热量交换的主要方式是热辐射。由此可见，随着温度的升高，辐射传热所起的作用越来越大。耐高温保温隔热涂料不仅耐温幅度高，而且具有较低的导热系数，可以显著减少红外辐射热和热量的传导热，它的隔热保温抑制效率最高可达百分之九十，针对高温物体表现出了良好的隔热效果。将这种涂层材料喷涂在设备、高温管道、容器的外表面，可以降低其热辐射和热传导的热量损失。此外，窑炉内壁的红外辐射涂料不仅增加了炉壁表面的平整度，又提高了火焰红外线反射功能，从而减少炉壁的吸热。这会使得炉膛火焰温度的升高，而且加热的更均匀，同时也降低了排烟温度，最终提高能源利用效率，使工业生产的节能性能提高。 1.1.2 航天器隔热涂层 当今时代，航空航天技术的突飞猛进，对材料的高温性能不断提出了新的挑战。火箭喷出的尾焰温度可达2000℃以上，弹道导弹和航天器从宇宙空间返回大气层时与大气剧烈摩擦，产生的高温可达到5000~10000℃。这是任何金属材料都无法承受的。比如，镍基耐热合金的最高工作温度仅为1000℃左右，与此同时，金属材料的耐热性也不能无限制的提高。根据炼钢工人穿着石棉工作服，可以挡住灼热钢水烘烤的经验，可以联想到，如果给高温工作下的零件也穿上一件“隔热衣服”，是不是也能达到隔热的效果？在这种需求下，对高温隔热涂层的研究快速展开。高温隔热涂层采用导热系数低，表面反射率、辐射率较高的耐高温氧化物，如Al2O3、ZrO2、TiO2及其他耐火化合物，将其喷涂在金属表面而制成的。在该传热过程中，导热系数低、反射率高的涂层可以减少外界热量的输入，而高辐射率可以较快的将已经进入零件的热量以辐射的方式输出。高温隔热材料。高温隔热涂层除了应用于航空航天领域，在隔离高温的场合也应用广泛，比如火箭和导弹的喷管、燃烧室、发射台支架、航空发动机及宇宙飞船等高温部位。日本制造的大型运载火箭发动机燃烧室已成功地应用了Al2O3和ZrO2隔热涂层。美国的设计人员将五层由ZrO2和钼组成的梯度复合隔热涂料喷涂在火箭的大型钼合金喷管上，提高了涂层与喷管之间的结合力及隔热能力，在高达2370摄氏度的条件下仍能正常工作。 1.1.3 建筑外墙涂层 研究资料显示，建筑能耗在我国社会总能耗的占有率约为百分之二十八，经济的蓬勃发展改善了人民的物质生活水平，与此同时，空调、暖气片等设备的使用率也逐步提高，建筑能耗占社会总能耗的比重也将逐步增至百分之三十三以上。因此，建筑节能效益的提高，将会为带来巨大的社会节能效益。目前，相比于发达国家的建筑行业能源利用率，我国的应用效率仅为其30%，节能效率还有巨大的提升空间[1]。由于墙体结构在整个建筑物中占有最大比重，因而建筑节能中的重中之重就是墙体节能。建筑节能的需求驱动促生了建筑隔热涂料的发展。隔热涂料以其隔热效果明显、方便施工等优点引起了人们的广泛重视。反射型隔热涂料就是是其中一种。它针对太阳光能具有良好的反射性能，降低了墙体对光能的吸收，减少进入建筑物内的热量从而达到隔热的效果。显然，涂料的反射特性在可见光波段及红外波段的具有更高的太阳热辐射反射率，那么它对建筑物的隔热性能就更优越[2]。 (责任编辑：qin) |