关键词

红外线 燃气 辐射加热 沥青路面养护

1 前言

红外辐射加热技术最早出现在美国。20世纪70年代中期，为了进行航天 飞机返回大气层时与空气摩擦产生高温的实验，红外辐射加热技 术被用来模拟航天飞机表面温度在-273℃低温迅速升高到1800℃高温的过程。20世纪90年代 初，该技术不断向民用领域扩散，陆续应用于涂装、印刷、化工、食品等行业。最近几年，随着 红外辐射加热技术的优点逐步被人们认识和红外加热器的制造水平的日益提高，使以燃气为能源 的红外辐射加热技术开始应用于沥青路面养护作业中。

红外辐射(俗称红外线)是一种电磁波，它和可见光、紫外线、X射线以及微波、无线电一样，既 具有波动性又具有粒子性，传播速度约为324m/s，可以在真空中传播，也可以在介质中传播，具有直 射、折射、反射、干涉、衍射等物理现象。红外辐射的波长约为0.75~1000um(比红光波长要长，故称 为红外线)。

燃气(如液化气等)预混合后在一定条件下进行无焰燃烧，燃后产生红外辐射，满足各种加热的需 要。近几年来在我国，燃气红外辐射加热器越来越多地应用于沥青路面的养护作业，即为其中突出的 一例。实践证明，它比传统的对流加热具有投资省、启动快、效率高、污染少等优点。

常用的燃气红外辐射加热器有金属网辐射器和多孔陶瓷板辐射器两种，目前国际上大力发展 各种优质陶瓷板燃气辐射器，它具有燃烧均匀、辐射波长和不易回火等优点。我国某高校研究所采 用一种全新的干法成型工艺，研制X型复合层多孔陶瓷板燃气辐射器，其技术性能明显优于金属网 燃气辐射器。例如：具有该发射率表面层，使辐射能力提高；机械强度和抗热震性能较好，能长期承 受冷热急变而不损坏；燃烧的稳定性和完全度好，烟气中CO浓度低于40PPm，可以称为清洁的绿色 燃烧装置。

2 燃气红外辐射加热热量计算

现以沥青路面主题材料——沥青混合料为例，介绍燃气红外辐射加热(器)的热量计算。

沥青混合料加热升温所需要的热量主要分为三部分：沥青混合料升温所需要的热量、料箱的散热 损失及沥青混合料中所含水分汽化所需要的热量。即总加热量Q 总的计算公式为

Q总＝Q升+Q散＋Q 汽 KJ (1)

式中Q升为沥青混合料升温所需要的热量；

Q散为料箱的散热损失；

Q汽为水分汽化所需要的热量。

2.1 沥青混合料升温所需的热量Q升为

Q升＝mλ( t 2－t 1) KJ (2)

式中 m——沥青混合料的质量，Kg；

λ——材料的质量热容，KJ/(Kg·K) ；

t2——混合料所要达到的温度，K；

t1——初始温度，K，一般取当地冬天的平均气温为初始温度。

2.2 料箱的散热损失
沥青混合料的加热是靠料箱周边的若干个加热器来完成的，沥青混合料的热量是从箱盖及两个端 面散热，其散热损失量为

Q散＝ Q盖＋ Q端 KJ (3)

式中 Q盖——料箱盖散热量；

Q端——料箱两个端面的散热量；

Q盖= K(t3－t1)A盖τ KJ (4)

式中 K——总传热系数，KJ/(m2·k·h) ；

t3——料箱的平均温度，K；

A盖——箱盖散热面积，m2；

τ——散热时间，h，也是加热时间一般视工作需要而定，若是夜间加热，取10—12h；

K＝1/R，KJ/(m2·k·h) (5)

式中R——隔热层热阻，(m2·k·h) KJ

2.3水分汽化所需的热量

水汽化所需的热量分为两部分，一部分是水从初始温度加热到100℃所需要的热量；另一部分 分是水从液态变为气态所需要的热量。在前面计算Q升 时，其质量已经包含了水的质量，这里不再计算，只计算水从液态变为气态所需要的热量即 可。

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