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流体载热远红外辐射加热特性的研究

作　者: 魏锋
导　师: 张书廷
学　校: 天津大学
专　业: 环境化工
关键词: 流体红外辐射传热总传热系数涂料
分类号: TQ630.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-29
  1.1 加热在生产中的应用  8-14
    1.1.1 热风加热  8
    1.1.2 燃气加热  8-10
    1.1.3 电能加热  10-14
  1.2 红外辐射加热的基本规律及机理  14-22
    1.2.1 红外辐射的基本规律  14-18
    1.2.2 红外辐射加热机理  18-22
  1.3 红外辐射加热的应用  22-26
    1.3.1 红外辐射在烘干油漆中的应用  23
    1.3.2 红外辐射加热、烘干铸型砂芯  23-24
    1.3.3 红外辐射在纺织行业的应用  24-25
    1.3.4 红外辐射在塑料工业的应用  25
    1.3.5 红外辐射加热干燥谷物  25-26
  1.4 存在的问题及物料的确定  26-27
    1.4.1 传统红外加热存在的问题  26-27
    1.4.2 实验物料的确定  27
  1.5 本文研究的意义及内容  27-29
第二章实验装置及实验方法  29-35
  2.1 实验装置  29-31
    2.1.1 总体示意图  29-30
    2.1.2 多点温度检测系统  30
    2.1.3 恒温油槽系统  30-31
  2.2 各部分的物性参数  31-34
    2.2.1 加热槽与辐射管  31
    2.2.2 辐射管进出口温度测量  31-32
    2.2.3 输油管保温层  32-33
    2.2.4 涂料特性  33-34
  2.3 实验方法  34-35
第三章实验结果与讨论  35-54
  3.1 照射式加热  35-43
    3.1.1 水温随加热时间的变化  35-37
    3.1.2 辐射距离对加热速率的影响  37-38
    3.1.3 不同温度段，加热速率随辐射距离的变化  38-41
    3.1.4 水吸收的热量  41-42
    3.1.5 导热油流量对水吸收热量的影响  42-43
  3.2 直接传导式加热  43-45
    3.2.1 水升高温度与加热时间的关系  43-44
    3.2.2 不同温度段的加热效率  44-45
  3.3 两种加热方式的比较  45
  3.4 理论计算总传热系数  45-52
    3.4.1 各物理参数计算  45-48
    3.4.2 Blank管的热工特性  48-49
    3.4.3 Gb管的热工特性  49-51
    3.4.4 Able管的热工特性  51-52
  3.5 流体辐射加热的经济性评价  52
  3.6 小结  52-54
第四章结论与建议  54-55
  4.1 结论  54
  4.2 建议  54-55
参考文献  55-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

流体载热远红外辐射加热特性的研究

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