小型燃气锅炉热工性能实验[修改]指导书(精)

第一篇：小型燃气锅炉热工性能实验[修改]指导书(精)

《燃烧学》实验指导书2 刘湘云

广东工业大学材料与能源学院 二00六年七月印刷

一、实验目的: 通过测定锅炉热效率与烟气中有害物含量,了解气体燃烧的热工特性,同时学习如何调整燃料与空气的配比,使燃烧保持最佳状态。另外通过锅炉热平衡计算,可以确定最佳工况,从而保证锅炉在热效率最高、有害物排出量最小的条件下工作。

二、实验设备

实验台由小型燃气锅炉;进口板式换热器;进口循环水泵;热电阻及热电偶测温;额定流量4m3/h干式气煤气表;U型压力计;0.4级标准压力表;转子流量计;万能输入8点巡检仪等组成(不包括热值仪、烟气分析等分析仪。

图

一、小型燃气锅炉热工性能测试实验台结构简

三、实验原理（一、系统流程

1、燃气系统

燃气通过流量、压力、温度的测量后,由燃烧机(燃烧器与空气混合并点燃,产生的热量与锅炉中的水进行交换,降温后的烟气通过烟气成分分析后排出锅炉。

2、锅炉水循环系统

锅炉中的水吸收燃气燃烧放出的热量温度增高,在出口测量供水温度,通过管道进入板式换热器,与板式换热器的自来水换热(模拟采暖用户而降温,然后经过浮子流量计计量循环流量,测量回水温度后,由循环水泵泵入锅炉进行循环。

3、生活用热水系统

生活热水是靠自来水本身的压力(标准规定的压力0.1Ma ,测量温度后,进入锅炉本身的水—水换热器与锅炉中的热水进行换热,在出口测量热水温度,然后经过浮子流量计计量流量排进水盆。

4、测量系统

燃气流量用煤气表计量,压力用U 型压力计测量。循环水流量、生活用水流量用浮子流量计计量(流量计可由用户用重量法进行标定,生活用水入炉压力用压力表测量。温度使用热电阻传感器测量,由巡检仪显示。

燃气锅炉的热流量、热平衡、热效率及卫生指标的测试（二、测定锅炉的热流量(热负荷

单位时间内,进入燃烧设备的燃气燃烧所放出的热量称为热流量(热负荷。热流量等于燃气消耗量与燃气低位热值的乘积。φ = q v ⨯ Q C(1 φ —燃气燃烧所放出的热量 v q —试验时试验气的消耗量, m3/h(由煤气表读出;Q C —测试时采用的基准干燃气的低位热值MJ/Nm3。（三、锅炉热效率

1、锅炉热平衡方程式

为了计算方便,对于燃气锅炉的热平衡,应以每标3 m 燃气为基础进行计算。一般锅炉的热平衡方程式如下: 12345Q Q Q Q Q Q =++++

(2 式中 Q —相当每标3 m 燃气的输入热量(kJ/标3 m;1Q —相当每标3m 燃气的有效输出热量(kJ/标3 m 2Q —相当每标3 m 燃气的排烟损失热量(kJ/标3 m 3Q —相当每标3 m 燃气的化学未完全燃烧损失热量(kJ/标3 m 4Q —相当每标3m 燃气的机械未完全燃烧损失热量(kJ/标3 m 5Q —相当每标3 m 燃气的锅炉本体的散热损失热量(kJ/标3 m 用Q 值除式(11-3,可得以百分数的热平衡方程式如下: 12345100% q q q q q ++++=(3 1 12 23 34

***0Q q Q Q q Q Q q Q Q q Q Q q Q ⎫=⨯⎪⎪⎪=⨯⎪⎪⎪=⨯⎬⎪ ⎪=⨯⎪⎪ ⎪= ⨯⎪⎪⎭(4 式中 1q —锅炉的效输出热量百分数(%;2q —排烟热损失百分数(%;3q —化学未完燃烧损失百分数(%;4q —机械未完全燃烧损失百分数(%;5q —锅炉本体散热损失百分数(%;在正常工作条件下,燃气锅炉没有机械损失,所以,400Q ==4及q

2、、锅炉热效率

锅炉热效率是指锅炉输出的有效热量占消耗燃气所具有的热量的百分数。测定锅炉热效率有两种方法:一为正平衡法;一为反平衡法。

正平衡测定法亦称为直测测定法.它要求直接测出锅炉输出有效热量1Q 值与输入燃气所能发生的热量Q 值。这样锅炉热效率就等于锅炉有效输出热量百分数,即

11100

Q q Q η== ⨯(5 式中η—锅炉热效率(% 正平衡法测热效率直接明了,计算也较简单,但是,在实际测试工作中,不具备测量燃气流量的条件,尤其对于大型锅炉,直接测量得到的Q 与Q 1值误差较大。所以,正平衡法多用于小型锅炉及热效率比较低的(80%η<的工业锅炉

（四、热水产率

热水产率是指单位时间内的热水产量。小型两用燃气锅炉的额定产率是燃气在额定压力下燃烧,压力98Kpa 的冷水流过小型燃气锅炉水-水换热器,温度升高25℃时,每分钟的热水量(同燃气热水器定义。用下式表示: 60M g τ =(6 式中: g ——热水产率(L/min;M ——测试时间内的热水量(L;τ——测试时间(s。（五、烟气中有害物含量

烟气中有害物含量一般用烟气中一氧化碳含量来表示。

用相应的取样器抽取烟气,利用气体分析仪测定烟气中一氧化碳含量。由于抽取烟气

时,会有空气混入烟气中,因而造成所测得的一氧化碳值低于实际烟气中一氧化碳值。为了排除这一影响,需要将测得的一氧化碳值换算为过剩空气系数α=1时,烟气中一氧化碳含量。因此,在测定烟气样中的一氧化碳含量的同时,还应测定其氧含量(在抽取的烟气样中,氧含量不得超过14%。测定烟气样中一氧化碳含量和氧含量后,按下式计算过剩空气系数α=1时,烟气中一氧化碳含量: 212'"(20.9 120.9 O C O C O C O O α=-=-(14 式中:CO α=1—过剩空气系数α=1时,干烟气样中一氧化碳含量,%;CO ′—干烟气样中一氧化碳含量,%;CO ″—室内空气中一氧化碳含量,%;O 2 —干烟气中氧含量,%。（五、实验步骤

1、检查燃气系统的气密性:打开燃气表前阀门,待U 型压力计上升后,立即关闭改阀门。观察U 型压力计中液面是否变化,若下降,表明漏气,用肥皂液检查漏气点并修理,在检查,直至不漏气为止。

2、向锅炉系统充满水。管路不得漏水、渗水,否则应进行检修至满足要求为止。

3、打开电源开关,检查温度显示是否正常。

4、插上锅炉电源插头,观察供电是否正常。在正常的情况下,关闭燃气表前阀门,启动锅炉进行试运转。这时水泵、风机、运行,燃烧机有啪 啪 啪······的点火放电声,然后会自动停机。

5、打开模拟用户换热器的出水阀门,使有少量水流出。

6、打开燃气表前阀门,启动燃气锅炉,锅炉会正常运行,这时巡检仪上指示的采暖回水、供水水温将逐渐增高。调整模拟用户换热器的水量调节阀门及锅炉回水阀门,使回水温度50℃左右,供水温度90℃左右。

燃烧稳定、温度稳定后,即可以进行测试:首先记录煤气表的初始读值V 1,然后记录供回水温度(应每隔1分钟或一定的时间间隔读一次值,最后取平均值,循环水流量及室内环境等参数与表格内。

7、生活用水的测试

关闭模拟用户换热器的出水阀门,打开生活用水出水阀门,对应调节供水阀门,使压力保持在0.1Mpa。记录水温、流量参数。

（六）、数据记录及计算 记录计算表 姓名： 燃气种类 燃气压力 室内气压 项目 热 负 荷 测 定 热 效 率 测 定 一 氧 化 碳 测试所用时间（s）流量计初读值 V1 流量计终读值 V2 热负荷 Kw 水的示值流量（L/h）水质量流量(Kg/h 水初温 t1 水终温 t2 热效率 烟气中 O2 含量 烟气中 CO 含量 COα=1(% 第一次值 实验日期： 燃气热值 燃气温度 室内温度 第二次值平均值

（六）思考题：、思考题：

1、试分析小型两用燃气锅炉的结构组成。

2、试分析当小型两用燃气锅炉在低负荷或高负荷下工作时，其效率应是怎样的。5

第二篇：围护结构热工性能现场检测方法

围护结构热工性能现场检测方法

围护结构传热系数是表征围护结构传热量 大小的一个物理量，是围护结构保温性能的评价指标，也是 隔热性能的指标之一。热流计法是目前国内外常用的现场 测试方法，国际标准和美国 ASTM 标准都对热流计法作了 较为详细的规定。国家行业标准《采暖居住建筑节能检验标 准》中明确指出：围护结构传热系数的现场检测宜采用热流 计法或经国家质量技术监督部门认定的其他方法。

1.检测原理

围护结构传热系数可定义为：在稳态传热条件下，围护结构两侧空气温度差为 1 ℃时，单位时间通过单位面积传 递的热量，热流计法其本质是要求通过热流计的热流即为 通过被测对象的热流，并且该热流平行于温度梯度方向，即通过热流计的热流为一维传导，并且不考虑向四周的扩散，此时只要同时测得冷热两端的温度，即可根据公式计算出被测对象的热阻和传热系数。

2.热流计传感器介绍

热流计是一种用于测定建筑围护结构热流密度的传感，输出的电信号是通过热流计热流密度的函数。它由芯、热电堆、骨架、表面板及引线柱组成，如图 1 所示。

图 1 热流计构造图 3.热工性能现场检测方法

（1）刚刚完工的外围护结构含水率特别高，检测时热流 值不稳定，对现场热工性能检测的数据会有异议。所以检测 房间的选择现场检测宜在受检墙体已干透或主体结构施工 完成至少 3 个月后进行。使墙体基本干燥后对墙体进行热 工性能检测，当测试主体部位的传热系数时，为了使传热过 程接近一维传热，检测墙面长度和宽度越大越好，一定程度 上检测房间越大越好。热流计的测点位置应尽量选择在大 面积墙面的中央。如果建筑结构复杂，需按不同部位设置测 点，求加权平均值。另外考虑到房间的内外空气流动所选房 间要易于封闭。温度测点应选择在热流计测点边沿 15 cm处，室外对应位置也应布置温度测点，在被测部位的内表面 布置至少 3 块热流计，在热流计的周围布置不少于 3 个铜－康铜热电偶，在对应的外表面也同样地布置相应的热电 偶，将这些热流计和热电偶用导线与温度、热流巡回自动检测仪连接之后，在内侧用加热器加热、或用空调控温，将温 度设定为内外相差 10 ℃以上，每 30 min 记录 1 次数据，开始一段时间的数据只能作为参考。当相邻 2 次测量的计算 结果相差不大于 5%时即可结束测量，或者观察巡检仪上 的读数，当温度和热流计的读数不再发生趋势性变化后，继续连续测 4 h 结束测量。由于热流计热阻一般比被测围护 结构的热阻小很多，传热工况影响很小，因此热流计的热阻 可以忽略不计，所以在稳定状态下，流过热流计的热流量亦 为被测围护结构的热流量。（2）热流计和温度传感器的安装方法 ：热流计应直接安 装在被测围护结构的内表面。为了保证接触良好、测量准 确、装拆方便，热流片宜采用导热硅脂粘贴，并用粘性较强的胶带纸“井”型固定，以防热流片和墙体间有空隙和掉落，温度传感器应在被测围护结构两侧表面安装。内表面温度 传感器应靠近热流计安装，外表面温度传感器宜在与热流 片相对应的位置安装。温度传感器连同 1 m 长引线应与被 测表面紧密接触，传感器表面的辐射系数应与被测表面基 本相同。在测室内温度时，温度传感器一般应设在房间的中 央离地面 1．60 m 处，使室内的环境温度较为准确。

（3）检测时为了防止房间内与外界空气进行热交换，需把房间紧紧封闭。但很多工地在检测时并没有安装房门，此时可以采用建筑保温中常用的材料保温板来封闭房间。最好能用一块大的保温板正好把门全部封住，如果没有类似 大的保温板可以采用几个小的保温板拼成一个门状大的保 温板把房门封住，再用胶带彻底把边缘粘住封死。倘若房间 有空调孔也可切割出与孔洞相应大小的保温板把空调孔堵 死。此外检测时窗户也要关紧如有渗漏可用胶带封闭。

（4）试测检查把连接屋顶屋面和墙面的各温度传感器 和热流计的前端插到检测仪器的端口上，并记下相应的位 置。打开检测仪器开关．观察各传感器所显示的温度和热流 量参数是否与此时所处的环境温度相匹配，如果不匹配需 追查原因并诊断，当传感数据都吻合时即可测试。

（5）测量时间的控制检测时待墙体蓄热稳定后方可进 行正式测试，检测时间应>96 h。采用累积式测法，每 30 min自动记录数据 1 次。对于轻型围护结构：单位面积比热容< 20 KJ ／(kg·K)，宜使用夜间采集数据 f（日落后1 h至日出)计算围护结构的热阻。当经过连续 4 个夜间测量之后，相邻2次测量的计算结果相差≤5％时即可结束测量。对于重型围护结构：单位面积比热容≥20 KJ ／（kg·K），应使用全天采 集数据(24 h 的整数倍)计算围护结构的热阻，且只有在下 列条件得到满足时方可结束测量：末次热租 R 计算值与 24 h 之前的 R 计算值相差 ≤5％；检测期间内第 1 个 INT(2 × DT ／ 3)天数内与最后一个同样长的天数内的 计算值相差 ≤ 5％f。注：d 为检测持续天数，INT 表示取整数部分 1。

4.现场操作

参考资料：

（1）庄一心 《围护结构热工性能现场检测技术分析与探讨》 工程质量 2006.No.12（2）田斌守 《建筑节能现场检测方法》 江苏建筑 2011 年第 2 期（总第 140 期）

第三篇：浙江大学热工实验实验心得

热工实验学习心得

本学期热工实验课程以传热学为知识基础，通过我们自己依托理论知识参与实验，学习传热学领域基本物理量的测量、基本原理验证和基本性能测试等实验内容，加深了对热工基本理论的理解，并掌握一些基本的热工实验方法，提高了实验技能，培养了基本的工程素养。这门课程集合了几门课程的理论基础，并且配备着先进的实验设备，给了我们良好的硬件设施。在吴杰老师的带领和指导下，我在充分认识实验原理后成功完成了各项实验并取得了较为满意的成果，为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。我将从以下几个方面来阐述自己的心得体会。

一、设备完善，人人参与，团队协作

热工实验的主要实验室设置在浙江大学紫金港校区西四教学楼。在这里，有着完善的实验设施，各项测定仪器都比较新，并且非常齐全。我们参与的每个实验基本都做到每一个小组2至3人，团队参与到实验当中，做到了人人参与、人人协作。

例如，在空气横掠单管时的平均传热系数的测定实验中，我们团队三人一个人通过控制调节风门来调节分量大小和风速大小，一人来转换开关的A档和V档，分别测量加热电流和加热电压，最后一人来缓慢调节变压器，监视电位差计读数，使得过余温度电动势大于3mV小于3.75mV。通过这样的团队协作，我们不仅提高了实验效率，在保证质量的情况下加快了实验速度，而且培养了我们团队协作的能力，为以后进一步的培养团队精神打好基础。

二、学习理论，结合实践，事半功倍

在每次实验开始之前，老师都会让我们先学习理论知识，了解理论知识的基础上再去学习实验过程和实验步骤。通过这样的理论学习，我不仅把传热学课上的知识梳理了一遍，而且结合到具体实验中，就很容易明白实验原理。

例如在物体表面的法向发射率测定实验中，在单独看热工实验的实验原理时，并不是非常清楚其中的传热知识，也不太清楚实验装置的各个部位分别有什么作用，通过传热学理论知识的学习，特别是对于黑体概念的理解，对深入理解本实验的原理帮助很大，也对于法向辐射测量仪的结构有了进一步的探索，对其中的黑体腔、待测试件腔、感温件腔等作用和基本原理也有了正确的理解。

三、实验探索，数据处理，注重分析

热工实验不仅教会了我与专业知识相关的科学实验，也培养了我科学探索的精神。在每次做完实验，获得实验数据以后，我都会按照要求合理处理和分析。包括利用Origin作图，用Excel处理数据以及利用相关的计算方法等等。这些都是科学研究所必备的基本技能，也是我们以后研究生学习所需要的基础。通过撰写热工实验报告，较为全面地总结了一个实验所有内容。在对数据处理结果进行讨论时，通过自己的思考，分析实验结果出现误差的原因，也培养和提高了我的逻辑思维能力和实事求是的精神，对于我未来的研究生学习有着重要的意义。

总的来说，热工实验这门课程帮助了我深入理解理论知识，提高动手操作能力和实验分析能力。于此同时，我也走进了实验室，学习包括热电偶、电位差计等基本热工信号测量仪器的原理和使用方法，并学会正确测得并记录有效数据。在后期实验处理中，秉承浙大“求是”精神，用科学合理的方法进行数据计算，并根据要求获得相关的实验曲线。通过课程实验的学习，相信我的实验操作能力和科学规范性有了很大的提高。

第四篇：设备管理部热工专业培训方案(2012修改讨论版)

大唐信阳发电有限责任公司

设备管理部热工专业班组 培训方案（讨论版）

一、培训目的

为提高专业班组员工队伍的整体素质，适应公司发展对人才素质的需求。

二、培训的组织机构 组 长：部长

成 员：热工专业高级主管、各班班长、技术员

三、培训形式

1、采用集中技术讲课的方式，让班组成员掌握系统工艺流程，现场设备的各项功能及控制理论的学习。

2、采用缺陷和异常全员分析的方式，让班组成员掌握现场设备常发、易发的缺陷发生的原因及其处理方法。

3、采用模拟训练及技能竞赛的方式，提高全体员工技能水平及自身素质。

四、培训内容

1、班组所辖设备的系统工艺流程，设备的工作原理，设备的调试方法，设备的问题处理。

2、集团公司和分公司发布的其他企业发生的事故和异常现象。

3、设备存在的主要缺陷及薄弱环节。

4、本公司发生过的事故、障碍、历年累积的设备异常情况和反事故技术措施等。

5、设备的检修、试验方法、检修质量及验收标准。

6、本班组的岗位安全操作规程或细则；本岗位的设备、工器具的性能和安全装置的性能；个人劳动防护用品（用具）的正确使用方法及保管制度；劳动纪律教育；作业场所及本岗位的注意事项、容易发生的事故及其预防措施。

7、专业管理制度。

五、培训管理办法

1、设备管理部机控、炉控两个热工班组，每周安排两次专业内讲课。一次讲课内容以现场缺陷处理情况、相关系统、深度分析、技改方案为主。另一次讲课内容对从前学过的课件进行回顾理解吸收（以理论知识为主）：至少提前一周安排复习的疑难课件（说明复习要点），要求提前自主复习，采用课上讨论方法进行难点、重点复习。

2、授课人员应认真准备授课材料，合格后，由班组的技术员对讲课材料进行归档。授课人至少提前两天将合格课件及辅助材料发至热工全体的OA。否则考核-20。

3、讲课内容由班组技术员安排，班组成员亦可建议授课内容或主动自拟课题由技术员核定后授课。时间为20~30分钟。在每月至少20号之前由技术员根据班组成员的培训要求排出下月的培训计划并进行公示。该计划可根据现场生产的实际情况进行更改，但之前应对专业成员通知，并报专业高管同意。

4、对于班组成员对于脱硫及输煤的培训要求，由于一二期设备不同，由班组根据工作情况自行安排培训。

5、以掌握技能为目的，不定期的以个人或小组为单位开展技能竞赛活动。竞赛活动设置竞赛基金，根据技能的熟练程度及操作的标准质量进行评分，并评出一、二、三等奖给予不同金额的奖励。根据生产情况将进行下列项目：各类仪表校验、给定项目的控制回路设计

及实施、气动执行器（配管、电缆接线、排除故障点、参数设置等）、电动执行器调试及安装、热工知识擂台赛、预设故障的排查分析及处理、DCS系统操作…等。

6、专业大型考试每季度进行一次，考试调整如下：其中集团公司、分公司调考的内容占30%，培训的内容占70%。其中培训内容的考试除本月培训内容外，还将随机抽考之前要求掌握的重点难点培训内容。考题内容还将包括:逻辑改错、顺控与保护设计、异常分析、选择题、判断题、简答、论述等。其它月度考试采取专题练习的形式，和技能竞赛相结合以提升实际工作能力。

考试对象为机控、炉控全体人员。但专业的培训不强迫参与。

7、培训时间一经确定，如果存在紧急情况，由培训主管向分管主任提出，由分管主任批准延期。

六、考核与奖励

1、授课人员授课内容编制前应于技术员协商课件培训方向，课件合格奖励授课人50元/次；不合格者处罚10元/次，从月度奖金中兑现，并责令在本月底以前修改课件完成重讲。对自动要求授课且课件质量合格的奖励70，其它情况50。

2、每月拿出班组奖金的30%作为培训奖金。每位班组员工的月度培训奖金计算方法如下：

个人培训奖金=（个人考试成绩/班组考试成绩总和）*班组奖金的30%。如果个人因为出差、年休假、探亲假，以全班平均得分进行分配。其他未参加考试以零分论处。

3、各专业班组按时上报下周培训计划，无故未报者，处罚技术员10元/次。

4、各专业班组无故不组织培训者，专业高管每次处罚班长50元。如果分管主任发现班组没有进行培训且高管没有提出考核意见，每次处罚专业高管50元。每月未按时进行考试，处罚专业高管50元。部门未建立或坚持培训日制度，处罚分管部长100元。

5月份考试内容及要求：以二期滑压控制改造为平台强化二期组态的认知及组态修改练习，加强对滑压控制的理解。要求：

1、根据滑压方案，在个人电脑上安装二期组态并作出滑压逻辑（包括信号的传输、处理及滑压设定值生成逻辑）。

2、信号名称必须增加修改人姓名的标注，以示区别。

3、逻辑关系设计及修改正确：选用宏及各块号正确，参数设置合理。

4、作品完成后打印交至专业处。完成时间5月30号。

第五篇：连栋温室散热管道辐射涂层的热工性能研究

连栋温室散热管道辐射涂层的热工性能研究

摘要：本文从连栋温室供热系统的节能要求出发，重点研究了常用的热水供热系统光管散热管道的热工性能在涂辐射涂层前后性能变化，及提高散热管道辐射换热特性对温室内热环境的影响，为设计经济合理的连栋温室提供依据。关键词：节能热工性能换热0前言连栋温室作为设施农业的主要组成部分，是农业现代化的重要标志之一。但由于连栋温室中的供热系统初投资和运行费用高，使连栋温室的发展受到了影响。如何提高设施农业的技术含量，降低温室运行的成本成为迫在眉睫的问题。目前连栋温室供热系统的散热设备，主要为常规散热器、光管散热管道以及带肋片的散热管道，由于光管散热管道热器（包括带具有传热系数大，辐射换热量比例大，拆卸方便，可作为温室内做业的导轨，热管道作为散温度场均匀，垂直温差较小等特点。因此成为连栋温室中最常用的散热设备。本文着重研究提高光管散热管道的热工性能，并探讨降低连栋温室供热系统费用的可行性。1连栋温室供热系统常用光管散热管道的热工性能1.1理论分析的原始数据冬季室内的计算温度取花卉区的设计温度：tn=18℃。室外气温，取上海地区供暖室外计算温度tj=-2oC。设计供水温度，考虑到温度太高会伤害作物，宜取tg=80oC；

设计回水温度，取th=55oC；供、回水平均温度取供、回水温度的算术平均值67.5℃。散热管道材质为镀锌钢管，外径57mm，壁厚δ=3.5mm，λ=54W/m·K，散热管道内为受迫紊流流动换热1.2理论计算与分析由于散热管道管壁很薄，远小于钢管直径，因此在K值计算时，可近似为无限大平壁。根据文献[1],平壁的K值计算式为：W/m2.℃（1）式中：αn--散热管内表面的复合换热系数，W/m2·K；δ--散热管道壁厚，m；λ--散热管导热系数，W/m·K。αw=αc+αrαc–管外对流换热系数，W/m2·K；αr–管外辐射换热系数，W/m2·K；根据传热学原理，K值主要取决于αw，可认为K≈αw,从文献[2]得计算结果得到：αc=6.91，αc=2.22，K≈αw=9.13辐射因素所占的比例为2涂镀辐射涂层的光管散热管道的热工性能分析在常用光管外壁面发射率较低的情况下（计算时取发射率=0.28），辐射散热在总的散热中仍占较大的比例，为此我们设想在光管散热管道表面涂镀发射率较高的红外辐射涂料来增强辐射换热，从而达到提高光管散热管道的热工性能的目的。2.1辐射涂层的特性及其基本要求2.1.1涂料自身的辐射性能：1)材料结构与辐射性能的关系。不同材料的发射率不同。一般来说金属导电体的数值较小；电解质材料的数值较高。2)温度与辐射性能的关系。金属材料的发射率通常随温度上升而增加；电解质材料的发射率则与温度没有固定的相互关系。3)材料

表面状态与辐射性能的关系。一般来说，材料表面越粗糙，其发射率值越大，这种情况对金属比对电介质材料更为显著。4)辐射特性随工作时间的变化。金属材料由于氧化作用，其发射率通常会随工作时间增加而提高；而某些电解质材料由于晶体结构将发生改变，其发射率反而将随工作时间增加而下降。2.1.2涂层材料用于温室工程的要求：1)防水防腐要求；2)不影响温室内作物的生长；3)无毒无害；4)价格适中，施工方便。2.1.3示范材料的选择：根据涂料自身的辐射性能和温室工程的要求，在实验中采用上海某涂料制造有限公司试制的红外辐射涂料作为示范涂料。涂料主要成分及基本参数如下：主要成分(按质量百分比)：硫化铅--20%，氧化锆--20%，稀释剂—60%；涂层厚度：0.3mm；导热系数λ’:约0.5～0.8W/m·K；发射率：在连栋温室的温度工况下，涂料的发射率=0.91～0.93。计算时取=0.922.2有辐射涂层的光热管道热工性能分析散热管道近视为无限大平壁。根据文献[1]，K值计算式为：W/m2.℃（2）δ'--涂料厚度，m；λ'–涂料导热系数，W/m·K。','--有涂料的散热管内，外表面的复合换热系数，W/m2·K；由于涂层很薄，δ'/λ'≈0。外壁涂层对内壁换热情况的影响很小，因此，外壁涂层对内壁换热系数αn’基本无影响，可认为αn’=αn；散热管外表面的对流换热系数仍为αw’=αc’+αr’由于外壁的对流换热形式是自然对流换热，因此换热系数与表面涂层情况

及壁面粗糙度无关，仅与壁面温度和周围空气温度以及定型尺寸有关。在壁面温度和周围空气温度及定型尺寸不变的条件下，管外对流换热系数不变。在温度条件不变的工况下，辐射换热系数仅与发射率有关，则：所以K'=α’=7.29+6.91=14.20W/m2·K。由上述理论计算，可知：在管道表面涂镀高发射率涂料，能够显著提高管道换热系数，是提高散热管热工性能的有效方法。2.3实验室测试的初步结果根据国际标准化组织（ISO）规定：光管传热系数K值的测定在符合ISO标准的封闭小室内，保持室温恒定下进行。为此实际测量在同济大学暖通空调实验室中进行。根据文献[2]中的方法指导实验并进行实验台的布置经过实验并通过计算最后可将传热系数K的实验公式整理为：K=9.81Δt0.088在理论计算的条件下，将温室室内散热管道的设计参数tn=18℃，tpj=67.5℃代入实验室公式得：K=9.81Δt0.088=9.81x(67.5-18)0.088=13.83W/m2.℃与前述理论分析的K值接近。2.4辐射涂层对植物热平衡的影响在同样热舒适的前提下，低温辐射供暖房间的设计温度可以比对流供暖房间降低2～3℃。这一温度降低量是以人体热舒适方程为基础推导出的。植物从本质上来说也是生物，也有对热舒适的感受。下面将仿照人体热舒适方程，写出植物的热舒适方程，并尝试推导出对象温室涂镀辐射涂层后，设计温度的理论降低量。由于植物不向外做机械功，所以W≡0；模

仿人体的热平衡方程式，植物的热平衡方程式写为如下形式：S’=M’-E’-R’-C’=0（3）式中：S’--植物的蓄热率，W/m2；M’--植物的能量代谢率，W/m2；E’--植物叶片表面水分蒸发及呼吸作用带走的热量，W/m2；R’--植物与周围环境的辐射换热量，W/m2；C’--植物与周围环境的对流换热量，W/m2。植物在稳定环境下达到热舒适，S’应为0。在环境参数改变时，须保证S’仍=0，才能保证植物的热舒适感受不变。根据文献4，M’、E’、R’、C’四项中，仅E’和C’两项与空气温度tf2有关。其中，E’=L+Eres+Ed+Esw式中：L--呼吸时的显热损失，W/m2；Eres--呼吸时的潜热损失，W/m2；Ed--植物体液渗透造成的热损失，W/m2；Esw--植物表面水分蒸发造成的热损失，W/m2；这四项中，仅L一项与空气温度tf2有关。由此我们可知当环境温度变化时，要使植物的热舒适感觉不变，则必须保证L+R’+C’=常数。下面，来逐一分析L、R’和C’三项的理论计算方法。植物与周围环境的辐射换热量R’应等于围护结构各表面与植物间的辐射换热量R1加散热管道与植物之间的辐射换热量R2。围护结构各表面与植物间的辐射换热情况是大空腔与内包壁之间的辐射换热，根据文献1，其单位面积的换热量可写成以下形式：（4）式中：ε3--植物表面的发射率，无因次；ζb--黑体辐射常数，5.67x10-8W/m2·K4；T3--叶片表面绝对温度，K；Tr--围护结构各表面的平均辐射温度，K；散热管道与植物之间的

辐射换热情况是大空腔内两灰表面之间的辐射换热，只计一次辐射时，根据文献1，其单位面积的换热量可写成以下形式：（5）式中：ε4--散热管表面的发射率，无因次；Tn4--散热管道表面绝对温度，K；Φ3,4--植物对散热管道的辐射角系数，无因次；表示植物表面向空间辅射的总能量中投落到散热管道表面的百分比。散热管道表面温度高于植物叶片表面温度，所以此项为负值，即植物从散热管道得热。所以，6单位表面积植物与周围环境的对流换热量C’=α3(t3-tf2)式中：α3--叶片的对流换热系数，W/m2·K；t3--叶片表面温度，℃；tf2--植物周围空气温度，℃；根据文献5，根据实验公式：α3=5.7+3.8v式中v--周围空气的流速。所以，（7）植物呼吸时的显热损失通过下式计算：L=0.278qCp(t3-tf2)（8）式中：q--单位表面积叶片单位时间内的呼吸换气量，kg/m2·h；Cp--空气的定压比热，1.01kJ/kg·K；0.278--单位换算系数，1kJ/h=0.287W；散热管道涂镀辐射涂层后，ε4上升。为保证L+R’+C’=常数，tf2必须下降，且必须有：△L+△R’+△C’=0；将式3、6、7、8代入△L+△R’+△C’=0，并整理得：将上式变形得：（9）式〈9〉便是对象温室涂镀辐射涂层后，设计温度的理论降低值计算公式。3辐射涂层的节能节材效果及初步结论3.1节能效果分析及初步结论涂镀辐射涂层后，在满足温室内植物的生长要求和相同的热舒适条件下，温室内的空气设计

温度可以比常用散热管的热水供热系统降低约2℃左右，以上海地区为例，温室的设计热负荷可减少10%。3.2节约管材的分析及初步结论涂镀辐射涂层后，理论计算及实验分析均表明：散热管道的传热系数有了较明显的增大，其增加幅度理论上可达30%—40%，这说明在供热量相同的条件下，散热管道的管材理论可以减少约30%，散热管道的初投资可以明显下降。当然，涂镀辐射涂层将增加初投资，经济上是否合算，这取决于涂料的价格及其在温室中的使用寿命，同时由于光管散热管道的传热系数的测量在实验室中进行，其实际效果还需要在现场进行大量实测来检验。参考文献1章熙民、任泽霈、梅飞鸣.传热学(第三版).中国建筑工业出版社，1993.62蔡龙俊、冯哲隽.栋温室热水供热系统散热管道传热系数的计算与测试北京.农业工程学报，2003.33采用密闭小室测试采暖散热器的热工性能[S].北京.中国建筑工业出版社19784赵荣义、范存养、薛殿华.空气调节(第三版).中国建筑工业出版社，1994.115冯雅、陈启高.种植屋面热过程研究.中国新能源网（www.xiexiebang.com）6贺平、孙刚.供热工程(第三版).中国建筑工业出版社，1993.11 7