Совершенствование сжигания газового топлива в горелках инфракрасного излучения светлого типа

• Автор: Слесарев, Денис Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Содержание

Основные условные обозначения

Введение

1. Аналитический обзор

1.1. Инфракрасное излучение

1.2. Классификация инфракрасных излучателей.

1.3. Обзор литературных источников

1.4. Устройство инфракрасных газовых горелок светлого тина

1.5. Патентные исследования светлых инфракрасных излучателей

1.6. Сравнительный анализ инфракрасных горелок светлого и темного типа

1.7. Обзор производителей и рынка инфракрасных излучателей светлого типа

1.8. Опыт использования инфракрасных нагревателей светлого типа
Выводы
2. Теоретическая часть
2.1. Постановка задачи
2.2. Температура в зоне горения газа и па поверхности керамических матриц
2.3. Пределы устойчивой работы газовых горелок инфракрасного излучения с керамическими перфорированными насадками
2.4. Гидравлический режим газовых инфракрасных горелок
2.5. Тепловой баланс горелки инфракрасного излучения
2.6. Способы увеличения КПД инфракрасных горелок
2.7. Образование основных вредных веществ при сжигании газа в горелках инфракрасного излучения
В ы воды
3. Экспериментальная часть
3.1. Экспериментальные стенды
3.2. Методики исследования
3.3. Характеристика аппаратурного и приборного оснащения
3.4. Планирование эксперимента
3.5. Результаты работы горелок на газе низкого давления
3.6. Результаты конструктивного расчтаИЗ
3.7. Результаты тарировки расхода газаЦ
3.8. Результаты работы горелок на газе среднего давления 2
3.9. Сравнительный анализ результатов исследований
Выводы.
4. Экономическое обоснование применения газовых инфракрасных нагревателей для сушки лакокрасочных покрытий и оценка экономического эффекта от внедрения
4.1. Капитальные затраты1
4.2. Эксплуатационные затраты
4.3. Расчет экономической эффективности внедрения
ВыводыН
Основные результаты и выводы
Список литературы


Поэтому соотношения между а, г и 6 зависят от вида тел, характера их поверхности и температуры. Реальные тела отражают, поглощают и пропускают излучение чаще всего избирательно, по-разному для разных длин волн. Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными в некоторых областях инфракрасного излучения и наоборот. Ряд веществ даже в толстых слоях (несколько см) прозрачен в достаточно больших участках инфракрасного спектра. Из таких веществ изготовляются различные оптические детали (призмы, линзы, окна и пр. Например, стекло прозрачно до 2,7 мкм, кварц - до 4,0 мкм и от 0 мкм до мкм [, ]. Для поглощения и отражения инфракрасных лучей большое значение имеет состояние поверхности тела. Отражательная способность у гладких и полированных поверхностей во много раз выше, чем у шероховат ых []. Наибольшей поглощательной способностью обладают тела, покрытые платиновой чернью или сажей. Белые поверхности хорошо отражают видимые световые лучи и практически полностью поглощают инфракрасные. У большинства металлов отражательная способность для инфракрасного излучения значительно больше, чем для видимого света, и возрастает с увеличением длины волны инфракрасного излучения. Например, коэффициент отражения А1, Аи, Ag, Си при X = мкм достигает % []. Азот и кислород воздуха не поглощают инфракрасное излучение и ослабляют его лишь в результате рассеяния. Пары воды, углекислый газ, озон и др. Наличие в атмосфере взвешенных частиц - дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман) - приводит к дополнительному ослаблению инфракрасного излучения в результате рассеяния его на этих частицах, причём величина рассеяния зависит от соотношения размеров частиц и длины волны инфракрасного излучения [, ]. Источниками излучения являются любые материальные системы, излучающие электромагнитные волны. Один из способов генерирования инфракрасного излучения заключается в повышении температуры тела, выбранного в качестве излучателя. Нагретые твёрдые тела испускают непрерывный спектр. В зависимости от температуры и состояния поверхности тело испускает то или иное излучение [8, ]. При низких температурах (ниже 0°С) излучение нагретого твёрдого тела почти целиком расположено в инфракрасной области, и такое тело кажется тёмным. С повышением температуры доля излучения в видимой области увеличивается, и тело вначале кажется тёмно-красным (при 0°С), затем красным (при 0°С), жёлтым (при °С) и, наконец, при высоких температурах (выше °С) — белым. Тепловым излучением называется процесс превращения тепловой энергии тела в лучистую. Именно излучение нагретых тел является распространенным и наиболее важным при теплообмене. В отличие от теплопроводности и конвекции, теплообмен излучением происходит при отсутствии прямого контакта и в значительной мере зависит от температурного уровня процесса. Теплообмен излучением сопровождается переходом тепловой энергии в энергию электромагнитных колебаний. При поглощении энергия электромагнитных колебаний вновь частично или полностью превращается в тепловую энергию []. Лучистые приборы отличаются от конвективных, прежде всего, своей конструкцией, благодаря которой доля лучистой теплоотдачи становится преобладающей. Лучистый КПД определяется отношением мощности, испускаемой в виде излучения в окружающее пространство (в полном пространственном угле распределения излучения), к тепловой мощности излучателя [, , , ]. В общем случае инфракрасный излучатель состоит из двух основных элементов: 1) элемента, испускающего излучение; 2) элемента, направляющего излучение в заданном направлении. Элемент излучателя, испускающий излучение, называется телом излучателя и имеется только в температурных излучателях. Тело накала может быть электрическим или газовым. Электрическое тело накала представляет собой нагревательную спираль (открытое тело накала), которая может быть окружена конструкцией (например, трубкой), пропускающей излучение. Газовое тело накала представляет собой металлический элемент (трубка, пластинка) или керамический элемент (перфорированная плитка, чаша и т.