ГОРЕЛКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Горелка инфракрасного излучения - устройство радиационного нагрева, в котором сгорание газовоздушной смеси происходит в огнеупорных насадках, одновременно являющихся излучающими элементами. В горелка инфракрасного излучения происходит полное предварительное смешение газа с воздухом. Горелки инфракрасного излучения — горелки эжекционные низкого давления. Горелки инфракрасного излучения выпускают тепловой мощностью 2,8—23 кВт для работы на природном и сжиженном газах. Перевод их с одного вида газа на другой производят с помощью съемных сопел разных диаметров.
Инфракрасные газовые излучатели характеризуются радиационными, энергетическими и геометрическими параметрами. К первым относятся диапазон длин волн, на который приходится генерируемое излучение, определяемое температурой излучающей поверхности, и распределение интегральной плотности излучения (Вт/м ) по направлениям. К энергетическим параметрам относятся тепловая мощность, температура излучающей поверхности (низкотемпературные — температуpa поверхности насадки до 900 К; среднетемпературные — 900—1300 К; высокотемпературные — выше 1300 К), давление газа (низкое). Геометрические параметры характеризуют конфигурацию излучателя и его габариты. Эффективность работы горелок инфракрасного излучения оценивают радиационным кпд, определяемым как отношение мощности излучения в окружающее пространство (в полном пространственном угле распределения излучения) к тепловой мощности горелки.
Горелки инфракрасного излучения состоят из газового сопла, эжекционного смесителя, выравнивающей камеры, излучателя горелкй. Газ истекает из сопла горелки, засасывает воздух, необходимый для горения (ее - 1,08), перемешивается с ним в эжекционном смесителе. Полностью подготовленная газовоздушная смесь поступает в выравнивающую (распределительную) камеру, в которой динамическое давление потока, истекающего из диффузора смесителя, переходит в статически — постоянную, во всей камере. При этом создаются одинаковые условия для истечения газовоздушной смеси через любой канал излучателя. Он может быть, изготовлен с керамическими, металлокерамическими или металлическими (сетчатой) насадками. Керамические огневые насадки представляют собой пластины размером 65x45x12 мм (плитки) с большим числом сквозных цилиндрических каналов, материалом для которых служит легкая пористая огнеупорная керамическая масса с малым коэффециентом теплопроводности 10,46— 0,7 Вт. Диаметр цилиндрических каналов — 1—1,2 и 1,55 мм, коэффециент живого сечения — 0,45—0,68. Применяемые керамические насадки горелки инфракрасного излучения отличаются по геометрии шероховатости излучающей поверхности. Интенсивность излучения керамических излучателей зависит от геометрических параметров поверхности: живого сечений плитки, диаметра огневого канала и шероховатости. Наибольшая интенсивность излучения наблюдается у керамических насадок в виде пирамид, выступов.
Металлокерамические насадки имеют дополнительную металлическую сетку из жаростойкой стали, расположенной на расстоянии 8—12 мм от керамических плиток. Благодаря применению сетки повышается количествово теплоты, передаваемой излучением, улучшаются равномерность нагрева насадки и полнота сгорания газа. В горелке инфракрасного излучения также используются металлические насадки — набор жаростойких металлических сеток или перфорированных плит из жаростойкого чугуна. В перфорированных и пористых керамических и металлокерамических насадках сжигают предварительно подготовленные газовоздушные смеси. В них поток смеси разбивается на множество мелких струй, которые сгорают в виде плоского пламени и микрофакелов в устье каналов насадки без видимых языков пламени. Вследствие малой скорости (0,1 —ОД 4 м/с) газовоздушной смеси в каналах плитки, а также наличия сетки, которая является вторичным излучателем, предотвращается отрыв пламени. Для обеспечения устойчивости пламени по отношению к проскоку диаметры каналов должны быть меньше критических. Однако при значительном увеличении тепловой мощности горелки, когда возникают условия для прогрева керамических каналов в глубину, а зона горения перемещается внутрь насадки, происходит проскок пламени. Близость зоны горения к поверхности перфорированная насадка обеспечивает нагрев его до высоких температур, и он становится источником теплового излучения, Температура излучающей поверхности составляет 900—1000 К. Во всех горелках инфракрасного излучения 40—60% энергии, выделяемой при сжигании газа, передается излучением. При работе в номинированном режиме горелки инфракрасного излучения обеспечивают полное сгорание газа. В неразбавленных продуктах сгорания содержится оксидов углерода не более 0,02 об.% (250 мг/м3). В горелках инфракрасного излучения при изменении удельной тепловой мощности от 25 до 100 Вт/см содержание оксидов азота NO не превышает соответственно 40—100 мг/м . Содержание СО у горелок инфракрасного излучения примерно в два раза меньше, чем у горелок газовых плит и газовых проточных водонагревателей, NO — в 5—2 раза меньше, чем у эжекционных горелок газовых плит и водонагревателей и эжекционных горелок БИГ, ИГК.
Горелки инфракрасного излучения используют для отопления производственных помещений и теплиц, отдельных рабочих мест на открытых и полузакрытых площадках; в технология, процессах сушки и нагрева (термообработка листового металла и труб, цилиндрических поверхностей, сушка лакокрасочных покрытий), где требуется равномерность нагрева, в передвижных нагревательных установках (ремонт асфальтобетонных дорожных покрытий); для сварки полиэтиленовых труб.