第一篇：小型燃氣鍋爐熱工性能實驗[修改]指導書(精)

《燃燒學》實驗指導書2 劉湘云

廣東工業大學材料與能源學院 二00六年七月印刷

一、實驗目的: 通過測定鍋爐熱效率與煙氣中有害物含量,了解氣體燃燒的熱工特性,同時學習如何調整燃料與空氣的配比,使燃燒保持最佳狀態。另外通過鍋爐熱平衡計算,可以確定最佳工況,從而保證鍋爐在熱效率最高、有害物排出量最小的條件下工作。

二、實驗設備

實驗臺由小型燃氣鍋爐;進口板式換熱器;進口循環水泵;熱電阻及熱電偶測溫;額定流量4m3/h干式氣煤氣表;U型壓力計;0.4級標準壓力表;轉子流量計;萬能輸入8點巡檢儀等組成(不包括熱值儀、煙氣分析等分析儀。

圖

一、小型燃氣鍋爐熱工性能測試實驗臺結構簡

三、實驗原理（一、系統流程

1、燃氣系統

燃氣通過流量、壓力、溫度的測量后,由燃燒機(燃燒器與空氣混合并點燃,產生的熱量與鍋爐中的水進行交換,降溫后的煙氣通過煙氣成分分析后排出鍋爐。

2、鍋爐水循環系統

鍋爐中的水吸收燃氣燃燒放出的熱量溫度增高,在出口測量供水溫度,通過管道進入板式換熱器,與板式換熱器的自來水換熱(模擬采暖用戶而降溫,然后經過浮子流量計計量循環流量,測量回水溫度后,由循環水泵泵入鍋爐進行循環。

3、生活用熱水系統

生活熱水是靠自來水本身的壓力(標準規定的壓力0.1Ma ,測量溫度后,進入鍋爐本身的水—水換熱器與鍋爐中的熱水進行換熱,在出口測量熱水溫度,然后經過浮子流量計計量流量排進水盆。

4、測量系統

燃氣流量用煤氣表計量,壓力用U 型壓力計測量。循環水流量、生活用水流量用浮子流量計計量(流量計可由用戶用重量法進行標定,生活用水入爐壓力用壓力表測量。溫度使用熱電阻傳感器測量,由巡檢儀顯示。

燃氣鍋爐的熱流量、熱平衡、熱效率及衛生指標的測試（二、測定鍋爐的熱流量(熱負荷

單位時間內,進入燃燒設備的燃氣燃燒所放出的熱量稱為熱流量(熱負荷。熱流量等于燃氣消耗量與燃氣低位熱值的乘積。φ = q v ? Q C(1 φ —燃氣燃燒所放出的熱量 v q —試驗時試驗氣的消耗量, m3/h(由煤氣表讀出;Q C —測試時采用的基準干燃氣的低位熱值MJ/Nm3。（三、鍋爐熱效率

1、鍋爐熱平衡方程式

為了計算方便,對于燃氣鍋爐的熱平衡,應以每標3 m 燃氣為基礎進行計算。一般鍋爐的熱平衡方程式如下: 12345Q Q Q Q Q Q =++++

(2 式中 Q —相當每標3 m 燃氣的輸入熱量(kJ/標3 m;1Q —相當每標3m 燃氣的有效輸出熱量(kJ/標3 m 2Q —相當每標3 m 燃氣的排煙損失熱量(kJ/標3 m 3Q —相當每標3 m 燃氣的化學未完全燃燒損失熱量(kJ/標3 m 4Q —相當每標3m 燃氣的機械未完全燃燒損失熱量(kJ/標3 m 5Q —相當每標3 m 燃氣的鍋爐本體的散熱損失熱量(kJ/標3 m 用Q 值除式(11-3,可得以百分數的熱平衡方程式如下: 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 —鍋爐的效輸出熱量百分數(%;2q —排煙熱損失百分數(%;3q —化學未完燃燒損失百分數(%;4q —機械未完全燃燒損失百分數(%;5q —鍋爐本體散熱損失百分數(%;在正常工作條件下,燃氣鍋爐沒有機械損失,所以,400Q ==4及q

2、、鍋爐熱效率

鍋爐熱效率是指鍋爐輸出的有效熱量占消耗燃氣所具有的熱量的百分數。測定鍋爐熱效率有兩種方法:一為正平衡法;一為反平衡法。

正平衡測定法亦稱為直測測定法.它要求直接測出鍋爐輸出有效熱量1Q 值與輸入燃氣所能發生的熱量Q 值。這樣鍋爐熱效率就等于鍋爐有效輸出熱量百分數,即

11100

Q q Q η== ?(5 式中η—鍋爐熱效率(% 正平衡法測熱效率直接明了,計算也較簡單,但是,在實際測試工作中,不具備測量燃氣流量的條件,尤其對于大型鍋爐,直接測量得到的Q 與Q 1值誤差較大。所以,正平衡法多用于小型鍋爐及熱效率比較低的(80%η<的工業鍋爐

（四、熱水產率

熱水產率是指單位時間內的熱水產量。小型兩用燃氣鍋爐的額定產率是燃氣在額定壓力下燃燒,壓力98Kpa 的冷水流過小型燃氣鍋爐水-水換熱器,溫度升高25℃時,每分鐘的熱水量(同燃氣熱水器定義。用下式表示: 60M g τ =(6 式中: g ——熱水產率(L/min;M ——測試時間內的熱水量(L;τ——測試時間(s。（五、煙氣中有害物含量

煙氣中有害物含量一般用煙氣中一氧化碳含量來表示。

用相應的取樣器抽取煙氣,利用氣體分析儀測定煙氣中一氧化碳含量。由于抽取煙氣

時,會有空氣混入煙氣中,因而造成所測得的一氧化碳值低于實際煙氣中一氧化碳值。為了排除這一影響,需要將測得的一氧化碳值換算為過剩空氣系數α=1時,煙氣中一氧化碳含量。因此,在測定煙氣樣中的一氧化碳含量的同時,還應測定其氧含量(在抽取的煙氣樣中,氧含量不得超過14%。測定煙氣樣中一氧化碳含量和氧含量后,按下式計算過剩空氣系數α=1時,煙氣中一氧化碳含量: 212'"(20.9 120.9 O C O C O C O O α=-=-(14 式中:CO α=1—過剩空氣系數α=1時,干煙氣樣中一氧化碳含量,%;CO ′—干煙氣樣中一氧化碳含量,%;CO ″—室內空氣中一氧化碳含量,%;O 2 —干煙氣中氧含量,%。（五、實驗步驟

1、檢查燃氣系統的氣密性:打開燃氣表前閥門,待U 型壓力計上升后,立即關閉改閥門。觀察U 型壓力計中液面是否變化,若下降,表明漏氣,用肥皂液檢查漏氣點并修理,在檢查,直至不漏氣為止。

2、向鍋爐系統充滿水。管路不得漏水、滲水,否則應進行檢修至滿足要求為止。

3、打開電源開關,檢查溫度顯示是否正常。

4、插上鍋爐電源插頭,觀察供電是否正常。在正常的情況下,關閉燃氣表前閥門,啟動鍋爐進行試運轉。這時水泵、風機、運行,燃燒機有啪 啪 啪······的點火放電聲,然后會自動停機。

5、打開模擬用戶換熱器的出水閥門,使有少量水流出。

6、打開燃氣表前閥門,啟動燃氣鍋爐,鍋爐會正常運行,這時巡檢儀上指示的采暖回水、供水水溫將逐漸增高。調整模擬用戶換熱器的水量調節閥門及鍋爐回水閥門,使回水溫度50℃左右,供水溫度90℃左右。

燃燒穩定、溫度穩定后,即可以進行測試:首先記錄煤氣表的初始讀值V 1,然后記錄供回水溫度(應每隔1分鐘或一定的時間間隔讀一次值,最后取平均值,循環水流量及室內環境等參數與表格內。

7、生活用水的測試

關閉模擬用戶換熱器的出水閥門,打開生活用水出水閥門,對應調節供水閥門,使壓力保持在0.1Mpa。記錄水溫、流量參數。

（六）、數據記錄及計算 記錄計算表 姓名： 燃氣種類 燃氣壓力 室內氣壓 項目 熱 負 荷 測 定 熱 效 率 測 定 一 氧 化 碳 測試所用時間（s）流量計初讀值 V1 流量計終讀值 V2 熱負荷 Kw 水的示值流量（L/h）水質量流量(Kg/h 水初溫 t1 水終溫 t2 熱效率 煙氣中 O2 含量 煙氣中 CO 含量 COα=1(% 第一次值 實驗日期： 燃氣熱值 燃氣溫度 室內溫度 第二次值平均值

（六）思考題：、思考題：

1、試分析小型兩用燃氣鍋爐的結構組成。

2、試分析當小型兩用燃氣鍋爐在低負荷或高負荷下工作時，其效率應是怎樣的。5

第二篇：圍護結構熱工性能現場檢測方法

圍護結構熱工性能現場檢測方法

圍護結構傳熱系數是表征圍護結構傳熱量 大小的一個物理量，是圍護結構保溫性能的評價指標，也是 隔熱性能的指標之一。熱流計法是目前國內外常用的現場 測試方法，國際標準和美國 ASTM 標準都對熱流計法作了 較為詳細的規定。國家行業標準《采暖居住建筑節能檢驗標 準》中明確指出：圍護結構傳熱系數的現場檢測宜采用熱流 計法或經國家質量技術監督部門認定的其他方法。

1.檢測原理

圍護結構傳熱系數可定義為：在穩態傳熱條件下，圍護結構兩側空氣溫度差為 1 ℃時，單位時間通過單位面積傳 遞的熱量，熱流計法其本質是要求通過熱流計的熱流即為 通過被測對象的熱流，并且該熱流平行于溫度梯度方向，即通過熱流計的熱流為一維傳導，并且不考慮向四周的擴散，此時只要同時測得冷熱兩端的溫度，即可根據公式計算出被測對象的熱阻和傳熱系數。

2.熱流計傳感器介紹

熱流計是一種用于測定建筑圍護結構熱流密度的傳感，輸出的電信號是通過熱流計熱流密度的函數。它由芯、熱電堆、骨架、表面板及引線柱組成，如圖 1 所示。

圖 1 熱流計構造圖 3.熱工性能現場檢測方法

（1）剛剛完工的外圍護結構含水率特別高，檢測時熱流 值不穩定，對現場熱工性能檢測的數據會有異議。所以檢測 房間的選擇現場檢測宜在受檢墻體已干透或主體結構施工 完成至少 3 個月后進行。使墻體基本干燥后對墻體進行熱 工性能檢測，當測試主體部位的傳熱系數時，為了使傳熱過 程接近一維傳熱，檢測墻面長度和寬度越大越好，一定程度 上檢測房間越大越好。熱流計的測點位置應盡量選擇在大 面積墻面的中央。如果建筑結構復雜，需按不同部位設置測 點，求加權平均值。另外考慮到房間的內外空氣流動所選房 間要易于封閉。溫度測點應選擇在熱流計測點邊沿 15 cm處，室外對應位置也應布置溫度測點，在被測部位的內表面 布置至少 3 塊熱流計，在熱流計的周圍布置不少于 3 個銅－康銅熱電偶，在對應的外表面也同樣地布置相應的熱電 偶，將這些熱流計和熱電偶用導線與溫度、熱流巡回自動檢測儀連接之后，在內側用加熱器加熱、或用空調控溫，將溫 度設定為內外相差 10 ℃以上，每 30 min 記錄 1 次數據，開始一段時間的數據只能作為參考。當相鄰 2 次測量的計算 結果相差不大于 5%時即可結束測量，或者觀察巡檢儀上 的讀數，當溫度和熱流計的讀數不再發生趨勢性變化后，繼續連續測 4 h 結束測量。由于熱流計熱阻一般比被測圍護 結構的熱阻小很多，傳熱工況影響很小，因此熱流計的熱阻 可以忽略不計，所以在穩定狀態下，流過熱流計的熱流量亦 為被測圍護結構的熱流量。（2）熱流計和溫度傳感器的安裝方法 ：熱流計應直接安 裝在被測圍護結構的內表面。為了保證接觸良好、測量準 確、裝拆方便，熱流片宜采用導熱硅脂粘貼，并用粘性較強的膠帶紙“井”型固定，以防熱流片和墻體間有空隙和掉落，溫度傳感器應在被測圍護結構兩側表面安裝。內表面溫度 傳感器應靠近熱流計安裝，外表面溫度傳感器宜在與熱流 片相對應的位置安裝。溫度傳感器連同 1 m 長引線應與被 測表面緊密接觸，傳感器表面的輻射系數應與被測表面基 本相同。在測室內溫度時，溫度傳感器一般應設在房間的中 央離地面 1．60 m 處，使室內的環境溫度較為準確。

（3）檢測時為了防止房間內與外界空氣進行熱交換，需把房間緊緊封閉。但很多工地在檢測時并沒有安裝房門，此時可以采用建筑保溫中常用的材料保溫板來封閉房間。最好能用一塊大的保溫板正好把門全部封住，如果沒有類似 大的保溫板可以采用幾個小的保溫板拼成一個門狀大的保 溫板把房門封住，再用膠帶徹底把邊緣粘住封死。倘若房間 有空調孔也可切割出與孔洞相應大小的保溫板把空調孔堵 死。此外檢測時窗戶也要關緊如有滲漏可用膠帶封閉。

（4）試測檢查把連接屋頂屋面和墻面的各溫度傳感器 和熱流計的前端插到檢測儀器的端口上，并記下相應的位 置。打開檢測儀器開關．觀察各傳感器所顯示的溫度和熱流 量參數是否與此時所處的環境溫度相匹配，如果不匹配需 追查原因并診斷，當傳感數據都吻合時即可測試。

（5）測量時間的控制檢測時待墻體蓄熱穩定后方可進 行正式測試，檢測時間應>96 h。采用累積式測法，每 30 min自動記錄數據 1 次。對于輕型圍護結構：單位面積比熱容< 20 KJ ／(kg·K)，宜使用夜間采集數據 f（日落后1 h至日出)計算圍護結構的熱阻。當經過連續 4 個夜間測量之后，相鄰2次測量的計算結果相差≤5％時即可結束測量。對于重型圍護結構：單位面積比熱容≥20 KJ ／（kg·K），應使用全天采 集數據(24 h 的整數倍)計算圍護結構的熱阻，且只有在下 列條件得到滿足時方可結束測量：末次熱租 R 計算值與 24 h 之前的 R 計算值相差 ≤5％；檢測期間內第 1 個 INT(2 × DT ／ 3)天數內與最后一個同樣長的天數內的 計算值相差 ≤ 5％f。注：d 為檢測持續天數，INT 表示取整數部分 1。

4.現場操作

參考資料：

（1）莊一心 《圍護結構熱工性能現場檢測技術分析與探討》 工程質量 2006.No.12（2）田斌守 《建筑節能現場檢測方法》 江蘇建筑 2011 年第 2 期（總第 140 期）

第三篇：浙江大學熱工實驗實驗心得

熱工實驗學習心得

本學期熱工實驗課程以傳熱學為知識基礎，通過我們自己依托理論知識參與實驗，學習傳熱學領域基本物理量的測量、基本原理驗證和基本性能測試等實驗內容，加深了對熱工基本理論的理解，并掌握一些基本的熱工實驗方法，提高了實驗技能，培養了基本的工程素養。這門課程集合了幾門課程的理論基礎，并且配備著先進的實驗設備，給了我們良好的硬件設施。在吳杰老師的帶領和指導下，我在充分認識實驗原理后成功完成了各項實驗并取得了較為滿意的成果，為今后的學習和工作奠定良好的實驗基礎。我將從以下幾個方面來闡述自己的心得體會。

一、設備完善，人人參與，團隊協作

熱工實驗的主要實驗室設置在浙江大學紫金港校區西四教學樓。在這里，有著完善的實驗設施，各項測定儀器都比較新，并且非常齊全。我們參與的每個實驗基本都做到每一個小組2至3人，團隊參與到實驗當中，做到了人人參與、人人協作。

例如，在空氣橫掠單管時的平均傳熱系數的測定實驗中，我們團隊三人一個人通過控制調節風門來調節分量大小和風速大小，一人來轉換開關的A檔和V檔，分別測量加熱電流和加熱電壓，最后一人來緩慢調節變壓器，監視電位差計讀數，使得過余溫度電動勢大于3mV小于3.75mV。通過這樣的團隊協作，我們不僅提高了實驗效率，在保證質量的情況下加快了實驗速度，而且培養了我們團隊協作的能力，為以后進一步的培養團隊精神打好基礎。

二、學習理論，結合實踐，事半功倍

在每次實驗開始之前，老師都會讓我們先學習理論知識，了解理論知識的基礎上再去學習實驗過程和實驗步驟。通過這樣的理論學習，我不僅把傳熱學課上的知識梳理了一遍，而且結合到具體實驗中，就很容易明白實驗原理。

例如在物體表面的法向發射率測定實驗中，在單獨看熱工實驗的實驗原理時，并不是非常清楚其中的傳熱知識，也不太清楚實驗裝置的各個部位分別有什么作用，通過傳熱學理論知識的學習，特別是對于黑體概念的理解，對深入理解本實驗的原理幫助很大，也對于法向輻射測量儀的結構有了進一步的探索，對其中的黑體腔、待測試件腔、感溫件腔等作用和基本原理也有了正確的理解。

三、實驗探索，數據處理，注重分析

熱工實驗不僅教會了我與專業知識相關的科學實驗，也培養了我科學探索的精神。在每次做完實驗，獲得實驗數據以后，我都會按照要求合理處理和分析。包括利用Origin作圖，用Excel處理數據以及利用相關的計算方法等等。這些都是科學研究所必備的基本技能，也是我們以后研究生學習所需要的基礎。通過撰寫熱工實驗報告，較為全面地總結了一個實驗所有內容。在對數據處理結果進行討論時，通過自己的思考，分析實驗結果出現誤差的原因，也培養和提高了我的邏輯思維能力和實事求是的精神，對于我未來的研究生學習有著重要的意義。

總的來說，熱工實驗這門課程幫助了我深入理解理論知識，提高動手操作能力和實驗分析能力。于此同時，我也走進了實驗室，學習包括熱電偶、電位差計等基本熱工信號測量儀器的原理和使用方法，并學會正確測得并記錄有效數據。在后期實驗處理中，秉承浙大“求是”精神，用科學合理的方法進行數據計算，并根據要求獲得相關的實驗曲線。通過課程實驗的學習，相信我的實驗操作能力和科學規范性有了很大的提高。

第四篇：設備管理部熱工專業培訓方案(2012修改討論版)

大唐信陽發電有限責任公司

設備管理部熱工專業班組 培訓方案（討論版）

一、培訓目的

為提高專業班組員工隊伍的整體素質，適應公司發展對人才素質的需求。

二、培訓的組織機構 組 長：部長

成 員：熱工專業高級主管、各班班長、技術員

三、培訓形式

1、采用集中技術講課的方式，讓班組成員掌握系統工藝流程，現場設備的各項功能及控制理論的學習。

2、采用缺陷和異常全員分析的方式，讓班組成員掌握現場設備常發、易發的缺陷發生的原因及其處理方法。

3、采用模擬訓練及技能競賽的方式，提高全體員工技能水平及自身素質。

四、培訓內容

1、班組所轄設備的系統工藝流程，設備的工作原理，設備的調試方法，設備的問題處理。

2、集團公司和分公司發布的其他企業發生的事故和異常現象。

3、設備存在的主要缺陷及薄弱環節。

4、本公司發生過的事故、障礙、歷年累積的設備異常情況和反事故技術措施等。

5、設備的檢修、試驗方法、檢修質量及驗收標準。

6、本班組的崗位安全操作規程或細則；本崗位的設備、工器具的性能和安全裝置的性能；個人勞動防護用品（用具）的正確使用方法及保管制度；勞動紀律教育；作業場所及本崗位的注意事項、容易發生的事故及其預防措施。

7、專業管理制度。

五、培訓管理辦法

1、設備管理部機控、爐控兩個熱工班組，每周安排兩次專業內講課。一次講課內容以現場缺陷處理情況、相關系統、深度分析、技改方案為主。另一次講課內容對從前學過的課件進行回顧理解吸收（以理論知識為主）：至少提前一周安排復習的疑難課件（說明復習要點），要求提前自主復習，采用課上討論方法進行難點、重點復習。

2、授課人員應認真準備授課材料，合格后，由班組的技術員對講課材料進行歸檔。授課人至少提前兩天將合格課件及輔助材料發至熱工全體的OA。否則考核-20。

3、講課內容由班組技術員安排，班組成員亦可建議授課內容或主動自擬課題由技術員核定后授課。時間為20~30分鐘。在每月至少20號之前由技術員根據班組成員的培訓要求排出下月的培訓計劃并進行公示。該計劃可根據現場生產的實際情況進行更改，但之前應對專業成員通知，并報專業高管同意。

4、對于班組成員對于脫硫及輸煤的培訓要求，由于一二期設備不同，由班組根據工作情況自行安排培訓。

5、以掌握技能為目的，不定期的以個人或小組為單位開展技能競賽活動。競賽活動設置競賽基金，根據技能的熟練程度及操作的標準質量進行評分，并評出一、二、三等獎給予不同金額的獎勵。根據生產情況將進行下列項目：各類儀表校驗、給定項目的控制回路設計

及實施、氣動執行器（配管、電纜接線、排除故障點、參數設置等）、電動執行器調試及安裝、熱工知識擂臺賽、預設故障的排查分析及處理、DCS系統操作…等。

6、專業大型考試每季度進行一次，考試調整如下：其中集團公司、分公司調考的內容占30%，培訓的內容占70%。其中培訓內容的考試除本月培訓內容外，還將隨機抽考之前要求掌握的重點難點培訓內容。考題內容還將包括:邏輯改錯、順控與保護設計、異常分析、選擇題、判斷題、簡答、論述等。其它月度考試采取專題練習的形式，和技能競賽相結合以提升實際工作能力。

考試對象為機控、爐控全體人員。但專業的培訓不強迫參與。

7、培訓時間一經確定，如果存在緊急情況，由培訓主管向分管主任提出，由分管主任批準延期。

六、考核與獎勵

1、授課人員授課內容編制前應于技術員協商課件培訓方向，課件合格獎勵授課人50元/次；不合格者處罰10元/次，從月度獎金中兌現，并責令在本月底以前修改課件完成重講。對自動要求授課且課件質量合格的獎勵70，其它情況50。

2、每月拿出班組獎金的30%作為培訓獎金。每位班組員工的月度培訓獎金計算方法如下：

個人培訓獎金=（個人考試成績/班組考試成績總和）*班組獎金的30%。如果個人因為出差、年休假、探親假，以全班平均得分進行分配。其他未參加考試以零分論處。

3、各專業班組按時上報下周培訓計劃，無故未報者，處罰技術員10元/次。

4、各專業班組無故不組織培訓者，專業高管每次處罰班長50元。如果分管主任發現班組沒有進行培訓且高管沒有提出考核意見，每次處罰專業高管50元。每月未按時進行考試，處罰專業高管50元。部門未建立或堅持培訓日制度，處罰分管部長100元。

5月份考試內容及要求：以二期滑壓控制改造為平臺強化二期組態的認知及組態修改練習，加強對滑壓控制的理解。要求：

1、根據滑壓方案，在個人電腦上安裝二期組態并作出滑壓邏輯（包括信號的傳輸、處理及滑壓設定值生成邏輯）。

2、信號名稱必須增加修改人姓名的標注，以示區別。

3、邏輯關系設計及修改正確：選用宏及各塊號正確，參數設置合理。

4、作品完成后打印交至專業處。完成時間5月30號。

第五篇：連棟溫室散熱管道輻射涂層的熱工性能研究

連棟溫室散熱管道輻射涂層的熱工性能研究

摘要：本文從連棟溫室供熱系統的節能要求出發，重點研究了常用的熱水供熱系統光管散熱管道的熱工性能在涂輻射涂層前后性能變化，及提高散熱管道輻射換熱特性對溫室內熱環境的影響，為設計經濟合理的連棟溫室提供依據。關鍵詞：節能熱工性能換熱0前言連棟溫室作為設施農業的主要組成部分，是農業現代化的重要標志之一。但由于連棟溫室中的供熱系統初投資和運行費用高，使連棟溫室的發展受到了影響。如何提高設施農業的技術含量，降低溫室運行的成本成為迫在眉睫的問題。目前連棟溫室供熱系統的散熱設備，主要為常規散熱器、光管散熱管道以及帶肋片的散熱管道，由于光管散熱管道熱器（包括帶具有傳熱系數大，輻射換熱量比例大，拆卸方便，可作為溫室內做業的導軌，熱管道作為散溫度場均勻，垂直溫差較小等特點。因此成為連棟溫室中最常用的散熱設備。本文著重研究提高光管散熱管道的熱工性能，并探討降低連棟溫室供熱系統費用的可行性。1連棟溫室供熱系統常用光管散熱管道的熱工性能1.1理論分析的原始數據冬季室內的計算溫度取花卉區的設計溫度：tn=18℃。室外氣溫，取上海地區供暖室外計算溫度tj=-2oC。設計供水溫度，考慮到溫度太高會傷害作物，宜取tg=80oC；

設計回水溫度，取th=55oC；供、回水平均溫度取供、回水溫度的算術平均值67.5℃。散熱管道材質為鍍鋅鋼管，外徑57mm，壁厚δ=3.5mm，λ=54W/m·K，散熱管道內為受迫紊流流動換熱1.2理論計算與分析由于散熱管道管壁很薄，遠小于鋼管直徑，因此在K值計算時，可近似為無限大平壁。根據文獻[1],平壁的K值計算式為：W/m2.℃（1）式中：αn--散熱管內表面的復合換熱系數，W/m2·K；δ--散熱管道壁厚，m；λ--散熱管導熱系數，W/m·K。αw=αc+αrαc–管外對流換熱系數，W/m2·K；αr–管外輻射換熱系數，W/m2·K；根據傳熱學原理，K值主要取決于αw，可認為K≈αw,從文獻[2]得計算結果得到：αc=6.91，αc=2.22，K≈αw=9.13輻射因素所占的比例為2涂鍍輻射涂層的光管散熱管道的熱工性能分析在常用光管外壁面發射率較低的情況下（計算時取發射率=0.28），輻射散熱在總的散熱中仍占較大的比例，為此我們設想在光管散熱管道表面涂鍍發射率較高的紅外輻射涂料來增強輻射換熱，從而達到提高光管散熱管道的熱工性能的目的。2.1輻射涂層的特性及其基本要求2.1.1涂料自身的輻射性能：1)材料結構與輻射性能的關系。不同材料的發射率不同。一般來說金屬導電體的數值較小；電解質材料的數值較高。2)溫度與輻射性能的關系。金屬材料的發射率通常隨溫度上升而增加；電解質材料的發射率則與溫度沒有固定的相互關系。3)材料

表面狀態與輻射性能的關系。一般來說，材料表面越粗糙，其發射率值越大，這種情況對金屬比對電介質材料更為顯著。4)輻射特性隨工作時間的變化。金屬材料由于氧化作用，其發射率通常會隨工作時間增加而提高；而某些電解質材料由于晶體結構將發生改變，其發射率反而將隨工作時間增加而下降。2.1.2涂層材料用于溫室工程的要求：1)防水防腐要求；2)不影響溫室內作物的生長；3)無毒無害；4)價格適中，施工方便。2.1.3示范材料的選擇：根據涂料自身的輻射性能和溫室工程的要求，在實驗中采用上海某涂料制造有限公司試制的紅外輻射涂料作為示范涂料。涂料主要成分及基本參數如下：主要成分(按質量百分比)：硫化鉛--20%，氧化鋯--20%，稀釋劑—60%；涂層厚度：0.3mm；導熱系數λ’:約0.5～0.8W/m·K；發射率：在連棟溫室的溫度工況下，涂料的發射率=0.91～0.93。計算時取=0.922.2有輻射涂層的光熱管道熱工性能分析散熱管道近視為無限大平壁。根據文獻[1]，K值計算式為：W/m2.℃（2）δ'--涂料厚度，m；λ'–涂料導熱系數，W/m·K。','--有涂料的散熱管內，外表面的復合換熱系數，W/m2·K；由于涂層很薄，δ'/λ'≈0。外壁涂層對內壁換熱情況的影響很小，因此，外壁涂層對內壁換熱系數αn’基本無影響，可認為αn’=αn；散熱管外表面的對流換熱系數仍為αw’=αc’+αr’由于外壁的對流換熱形式是自然對流換熱，因此換熱系數與表面涂層情況

及壁面粗糙度無關，僅與壁面溫度和周圍空氣溫度以及定型尺寸有關。在壁面溫度和周圍空氣溫度及定型尺寸不變的條件下，管外對流換熱系數不變。在溫度條件不變的工況下，輻射換熱系數僅與發射率有關，則：所以K'=α’=7.29+6.91=14.20W/m2·K。由上述理論計算，可知：在管道表面涂鍍高發射率涂料，能夠顯著提高管道換熱系數，是提高散熱管熱工性能的有效方法。2.3實驗室測試的初步結果根據國際標準化組織（ISO）規定：光管傳熱系數K值的測定在符合ISO標準的封閉小室內，保持室溫恒定下進行。為此實際測量在同濟大學暖通空調實驗室中進行。根據文獻[2]中的方法指導實驗并進行實驗臺的布置經過實驗并通過計算最后可將傳熱系數K的實驗公式整理為：K=9.81Δt0.088在理論計算的條件下，將溫室室內散熱管道的設計參數tn=18℃，tpj=67.5℃代入實驗室公式得：K=9.81Δt0.088=9.81x(67.5-18)0.088=13.83W/m2.℃與前述理論分析的K值接近。2.4輻射涂層對植物熱平衡的影響在同樣熱舒適的前提下，低溫輻射供暖房間的設計溫度可以比對流供暖房間降低2～3℃。這一溫度降低量是以人體熱舒適方程為基礎推導出的。植物從本質上來說也是生物，也有對熱舒適的感受。下面將仿照人體熱舒適方程，寫出植物的熱舒適方程，并嘗試推導出對象溫室涂鍍輻射涂層后，設計溫度的理論降低量。由于植物不向外做機械功，所以W≡0；模

仿人體的熱平衡方程式，植物的熱平衡方程式寫為如下形式：S’=M’-E’-R’-C’=0（3）式中：S’--植物的蓄熱率，W/m2；M’--植物的能量代謝率，W/m2；E’--植物葉片表面水分蒸發及呼吸作用帶走的熱量，W/m2；R’--植物與周圍環境的輻射換熱量，W/m2；C’--植物與周圍環境的對流換熱量，W/m2。植物在穩定環境下達到熱舒適，S’應為0。在環境參數改變時，須保證S’仍=0，才能保證植物的熱舒適感受不變。根據文獻4，M’、E’、R’、C’四項中，僅E’和C’兩項與空氣溫度tf2有關。其中，E’=L+Eres+Ed+Esw式中：L--呼吸時的顯熱損失，W/m2；Eres--呼吸時的潛熱損失，W/m2；Ed--植物體液滲透造成的熱損失，W/m2；Esw--植物表面水分蒸發造成的熱損失，W/m2；這四項中，僅L一項與空氣溫度tf2有關。由此我們可知當環境溫度變化時，要使植物的熱舒適感覺不變，則必須保證L+R’+C’=常數。下面，來逐一分析L、R’和C’三項的理論計算方法。植物與周圍環境的輻射換熱量R’應等于圍護結構各表面與植物間的輻射換熱量R1加散熱管道與植物之間的輻射換熱量R2。圍護結構各表面與植物間的輻射換熱情況是大空腔與內包壁之間的輻射換熱，根據文獻1，其單位面積的換熱量可寫成以下形式：（4）式中：ε3--植物表面的發射率，無因次；ζb--黑體輻射常數，5.67x10-8W/m2·K4；T3--葉片表面絕對溫度，K；Tr--圍護結構各表面的平均輻射溫度，K；散熱管道與植物之間的

輻射換熱情況是大空腔內兩灰表面之間的輻射換熱，只計一次輻射時，根據文獻1，其單位面積的換熱量可寫成以下形式：（5）式中：ε4--散熱管表面的發射率，無因次；Tn4--散熱管道表面絕對溫度，K；Φ3,4--植物對散熱管道的輻射角系數，無因次；表示植物表面向空間輔射的總能量中投落到散熱管道表面的百分比。散熱管道表面溫度高于植物葉片表面溫度，所以此項為負值，即植物從散熱管道得熱。所以，6單位表面積植物與周圍環境的對流換熱量C’=α3(t3-tf2)式中：α3--葉片的對流換熱系數，W/m2·K；t3--葉片表面溫度，℃；tf2--植物周圍空氣溫度，℃；根據文獻5，根據實驗公式：α3=5.7+3.8v式中v--周圍空氣的流速。所以，（7）植物呼吸時的顯熱損失通過下式計算：L=0.278qCp(t3-tf2)（8）式中：q--單位表面積葉片單位時間內的呼吸換氣量，kg/m2·h；Cp--空氣的定壓比熱，1.01kJ/kg·K；0.278--單位換算系數，1kJ/h=0.287W；散熱管道涂鍍輻射涂層后，ε4上升。為保證L+R’+C’=常數，tf2必須下降，且必須有：△L+△R’+△C’=0；將式3、6、7、8代入△L+△R’+△C’=0，并整理得：將上式變形得：（9）式〈9〉便是對象溫室涂鍍輻射涂層后，設計溫度的理論降低值計算公式。3輻射涂層的節能節材效果及初步結論3.1節能效果分析及初步結論涂鍍輻射涂層后，在滿足溫室內植物的生長要求和相同的熱舒適條件下，溫室內的空氣設計

溫度可以比常用散熱管的熱水供熱系統降低約2℃左右，以上海地區為例，溫室的設計熱負荷可減少10%。3.2節約管材的分析及初步結論涂鍍輻射涂層后，理論計算及實驗分析均表明：散熱管道的傳熱系數有了較明顯的增大，其增加幅度理論上可達30%—40%，這說明在供熱量相同的條件下，散熱管道的管材理論可以減少約30%，散熱管道的初投資可以明顯下降。當然，涂鍍輻射涂層將增加初投資，經濟上是否合算，這取決于涂料的價格及其在溫室中的使用壽命，同時由于光管散熱管道的傳熱系數的測量在實驗室中進行，其實際效果還需要在現場進行大量實測來檢驗。參考文獻1章熙民、任澤霈、梅飛鳴.傳熱學(第三版).中國建筑工業出版社，1993.62蔡龍俊、馮哲雋.棟溫室熱水供熱系統散熱管道傳熱系數的計算與測試北京.農業工程學報，2003.33采用密閉小室測試采暖散熱器的熱工性能[S].北京.中國建筑工業出版社19784趙榮義、范存養、薛殿華.空氣調節(第三版).中國建筑工業出版社，1994.115馮雅、陳啟高.種植屋面熱過程研究.中國新能源網（www.tmdps.cn）6賀平、孫剛.供熱工程(第三版).中國建筑工業出版社，1993.11 7