红外辐射涂料使用后节能效果

红外发射率的提高，使辐射能在总的热量传递过程中所占的比例提高了，也就是说提高了电-热辐射能的转换效率。同时，加热器表面温度降低，使辐射能谱比采用低发射率涂层时向长波偏移，这样，更提高了电-长波热辐射能的转换效率。

我们用商品金属电热管（表面涂层为铝粉漆，400℃时，法向全发射率为0.45）做试验。将镍铬一镍铝温差电偶埋于金属管中段壁上，使电功率稳定在124W，在管壁上涂覆HS-2-1涂层（400℃时法向全发射率为0.89）测试管壁的温度变化，并用LW-1激光功率计测试辐射功率。测试表明，用高发射率涂层替代低发射率涂层后，管壁温度降低54℃，辐射功率却有所提高。

不论是电加热炉，燃气加热炉还是油炉，在炉膛内壁涂高发射率涂层后均有取得节能效果的例子。这些炉子的炉壁通常是由粘土质耐火砖砌成，或在内表面粘贴有陶瓷纤维毡保温材料。而粘土质耐火材料和硅酸铝陶瓷纤维的发射率值都比较低。

投射在炉内工件上的辐射由几部分叠加组成:

第一是直接来自加热器或焰烟的辐射；

第二是加热器或焰烟辐射经炉壁反射后投射到工件上的辐射；

第三是炉壁本身发射的辐射。

在原来发射率比较低的炉膛内壁上涂高发射率涂层至少可以起到下列作用：

（1）改变投射到工件上的辐射的强度。由于αλ=ελ，涂覆涂料后发射率提高，则炉壁在单位时间内获得的热量提高，它使炉壁温度提高。与此同时，炉气或焰烟把更多的热传给了炉壁而降低了自身温度，反映在使加热炉的废气排放温度下降，甚至炉温气体温度下降。炉壁获得热量后，一部分热量以炉壁辐射的形式向工件（设工件温度低于炉壁）传热；另一部分通过炉墙传导散热而损失掉，它们的综合又使炉壁的温度降低。显然，当炉壁因涂高发射率涂层所得净热增量大于因传导热损和向炉内辐射传热的净输出量时，壁面的平衡温度要比涂高发射率涂层前的温度高，反之壁面平衡温度将低于未涂涂层时的温度。只要炉墙的保温情况良好，涂高发射率涂层后将提高炉壁辐射的强度。换句话说，高发射率涂层起了将炉气或焰烟气体所含的热转换成辐射热的作用，从而提高了投射在工件上的辐射强度Q，有助于强化辐射加热的作用。

（2）改变投射在工件上的辐射能的能谱结构。加热器或焰烟的温度高于炉壁，焰烟气体的辐射又具有极强的选择性，所以炉壁涂高发射率涂层后又能使投射在工件上的辐射的能谱结构发生变化，一般向长波偏移。从而有益于提高在长波段光谱吸收率比短波段光谱吸收率高的工件对投射辐射的全吸收率值αr即高发射率涂层起了转移投射在工件上的辐射的能谱分布的作用，改善投射辐射与工件吸收该辐射之间的匹配关系。

不言而喻，投射在工件上的辐射的强度提高了，工件对该辐射吸收的匹配状况改善了，必定会强化辐射加热，表现为节能。

一般来说，当加热器或焰烟发射的辐射与工件吸收该辐射间的匹配状况极差时，炉壁涂高发射率涂层可将发挥较佳的作用，但是当加热器或焰烟的辐射与工件的吸收该辐射间的匹配状况极好时，则炉壁应当涂低发射率（即高反射率）涂层，以便通过反射使上述辐射聚集而尽可能多地投射在工件上，这样做不会增加炉墙热损。在油漆红外干燥，食品红外烘烤应用时，通常在其烘炉或烘道的壁上衬铝或不锈钢反射板，能取得节能效果就是这个原因。