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2。2 加热器

2。2。1加热器的分类

燃气红外辐射加热器通过特别的加工后还能产生远红外辐射，波长较长，所以对一些物体的加热效果较好，减少燃气消耗。燃气红外辐射加热器一般为金属纤维红外辐射加热器与多孔陶瓷板红外辐射加热器。多孔陶瓷板红外辐射加热器的辐射介质是有密集小孔的陶瓷板。它由滑土、粘土、硅藻土、高岭土等成分组成。多孔陶瓷板能按照的指定的要求进行指定的制造，工艺的多样性使其必须有较高的的技术指标。为了避免回火，要保证热导率不可过高。还必须拥有足够的机械强度和抗震性能；陶瓷板不可有较高的膨胀系数，否则会使的抗热震能力降低；陶瓷板的小孔直径取决于燃气的成分和加热功率。

当前国际上使用比较多的燃气红外加热器是以金属纤维作为燃烧辐射材料介质的辐射加热器，它由铁铬铝合金丝编织成的，能达到红外燃烧技术所必须的可透

性。这种合金中有的金属钇，确保铝表面层一直附着在金属表面，因此金属纤维达到1100℃也不存在腐蚀和氧化的问题，金属纤维板可以用很长时间。图2。1是金属纤维红外加热器示意图：燃气和空气在混合器中充分融合后进入金属纤维板表面燃烧，加热一段时间后，进入辐射状态。

图2-1  金属纤维红外加热器示意图

2。2。2 加热辐射板的选择

通过分析多孔陶瓷板和金属纤维板的优劣来选择辐射介质：

1、多孔陶瓷板加热器是把陶瓷板做出各种形状，拼接在加热器内部机体上形成的，形状可根据要求改变。金属纤维加热器是将比较细的金属纤维丝经过燃烧连接成有韧性的孔状材料或者通过编织形成柔软的纤维层，安置在加热器的机体上形成。这样做的好处就是可以安装用户的需求，生产出形状不一样的金属纤维加热器。由于金属纤维在形状上有更好的可塑性，因此比多孔陶瓷板在工业适应性上更强，能更好的满足实际需要。

2、因为金属纤维加热器的材料使用的纯金属，所以水落到燃烧的加热器表面上时，抗热冲击能力比多孔陶瓷板强。同样，由于是金属组成，抗机械冲击能力也比多孔陶瓷板强。

3、在停止加热后，金属纤维加热器热惯性低，熄火一段时间后就能用手接触加热器表面，金属纤维本身也具有很好的防火能力。

4、热惰性是指金属纤维加热器在加热几秒后就可以产生辐射，这对于我们快速、精准调节温度有极大的帮助。而多孔陶瓷板要在加热30-50s后才刚开始产生辐射。

  通过上面的对比，我最后确定了金属纤维加热器。虽然我们选择的是金属纤维加热器，这只是相比而言，在本课题的情况下金属纤维加热器是更好选择，但并不意味多孔陶瓷板加热器没可取之处。多孔陶瓷板也还是有它可取的地方的，由于是陶瓷材质，多孔陶瓷板完全不需要考虑腐蚀的问题；多孔陶瓷板由于

材料原因本身就具有很强的热辐射效率，热辐射效率能有62%多，而金属纤维燃烧器的辐射效率最多也就在51％左右，即使采用预热燃烧用的空气等比较费事的方式，也只是略微提高辐射效率；最后，多孔陶瓷板的表面光滑，容易清理。所以在某些情况下，多孔陶瓷板燃烧器会是更好的选择。文献综述

2。3金属纤维表面燃烧

多孔陶瓷加热器的典型例子就是“修路王”，但从美国热动力公司的“修路王”在国内施工现场的修补效果来看，虽然多孔陶瓷板加热器在大多数时候可以达到路面加热效果，但是在突发情况下：例如加热器碰到水，亦或在使用了较长时间后，陶瓷板强度下降，都会发生多孔陶瓷砖开裂、破裂的问题。由于是陶瓷材质，一旦有一个地方发生损坏，整个加热器就不可用了。还有一个问题就是多孔陶瓷板的热惯性大，在加热停了后，陶瓷板的温度在短时间内降不下来，热惯性大。所以，课题选择了研究金属纤维加热器。燃烧加热按照空气和燃气的混合比例的不同分为预混燃烧和扩散式燃烧。预混燃烧反应中混合燃气的传热性能不强，燃烧会在很小的空间内进行，这正是我们所需要的，但这种燃烧的燃烧不充分而且废气排放量大。近来科研人员致力于研究混合燃气通过多孔介质的燃烧情况，预混气体通过多孔介质，进行点燃后火焰会在金属纤维表面均匀燃烧，所以也叫均匀加热。科研人员还发现由于多孔介质的导热系数和辐射效率高，所以加入多孔介质材料可以减少污染空气物的排放。并且和让火焰自由燃烧相比，多孔介质燃烧还具有燃烧充分、稳定等优点。多孔陶瓷板加热器的使用在我国很成熟了，对陶瓷板表面的燃烧我们已经有了详细的研究，但对金属纤维表面燃烧技术的研究和使用国内是没有什么经验的。在欧洲等国超低污染排放的两用机和锅炉没有进入国内之前，国内是没有相关产品的，我们无从下手。金属纤维表面燃烧技术就是采用金属纤维作为多孔介质材料的加热设备。经过多年开发，科研人员找到了目前最合适的材料，就是当前使用较多的一种刚开发的叫F a c r a l l o y的合金。这种合金编制的金属纤维辐射加热板有红外燃烧过程所要的孔隙要求。这种合金中有的金属钇，确保铝表面层一直附着在金属表面。金属材质保证在高温下依然有较好的抗腐蚀能力和抗氧化能力，使用寿命大大延长。 (责任编辑：qin)