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纳米微孔隔热材料应用的经济效益计算

发布时间:2022-07-22

纳米微孔隔热材料的应用使210吨钢包表面温度从310℃降到220℃。把钢包看作一个表面恒温的向外散热的热源,这里只单独考察此热源在不同表面温度下散失热量的差异。也就是把钢包和钢包内承装的钢水作为一个整体对象来考察,由于盛满钢水的钢包所具有的热量远大于其表面散热量,钢包内部温度远高于环境温度,钢包外表面无强制冷却介质,因此可将钢包作为一个表面恒温的圆柱体。其散热大小与里面所盛钢水的温度无关,只与钢包表面温度和环境条件等因素有关。
根据传热学理论,钢包散热损失主要由钢包外壁的自然对流散热和辐射散热两种形式组成。厂房空间表面积远大于钢包表面积,厂房容积远大于钢包体积,由以上分析可以认为钢包的散热过程可以简化为:一个表面恒温的竖直圆柱体在无限大空间内进行辐射传热和自然对流换热。依据上述简化进行建模,来建立传热过程计算。
由于纳米微孔隔热材料的主要原料是不定形二氧化硅,其耐热稳定不如耐火砖或一些高标号陶瓷纤维,Nanoboard1000型和Nanoboard1200型纳米微孔隔热毡长期使用温度为1000℃和1050℃,当超出该使用温度时材料的收缩率会增大,带来安全隐患。
所以在设计耐火层和隔热层厚度时需要根据各层材料的导热系数计算出温度分布,确保纳米微孔隔热板的温度不超过规定的长期使用温度。
随着应用技术的不断成熟,纳米微孔隔热材料在国内外钢铁厂逐渐被应用,该材料在节能减排方面的实效得到进一步认可。纳米微孔隔热材料在初期成本会有一定增加,从在钢铁冶金制造过程中,能源消耗的节约远大于投资成本,同时可对钢铁生产过程中热量损失进行控制,可确保能量的利用效率和节能。