涂層及顏色對衛(wèi)浴散熱器散熱量影響的研究關(guān)鍵詞散熱器散熱量涂層顏色摘要結(jié)合散熱量的理論計算,在不同的計算溫差下,測定有涂層、無涂層以及幾種不同顏色的管式衛(wèi)浴散熱器的總散熱量,通過對實驗數(shù)據(jù)和理論計算的分析和比較,得出涂層及顏色對散熱量有影響的結(jié)論。0引言:隨著生活水平的提高，人們對冬季采暖期居住環(huán)境的舒適性和美觀性同時提出了要求。伴隨著供熱體制的改革,散熱器的散熱效果直接影響到社會效應(yīng)和經(jīng)濟效益,管式衛(wèi)浴散熱器作為一種新型散熱器，具有占用使用空間少和美化居室的優(yōu)點。本文針對不同顏色的管式衛(wèi)浴散熱器在有涂層與無涂層的條件下作了實驗研究和理論計算，在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，得出有涂層與無涂層對散熱量有很大影響的結(jié)論。1實驗裝置及試件1.1實驗裝置:散熱器熱工性能實驗是在青島建筑工程學院采暖散熱器實驗臺上實施的,實驗裝置見圖1,該實驗裝置符合JGJ32-86《采用閉式小室測試采暖散熱器熱工性能》[1]所規(guī)定的各項指標,實驗臺除散熱器檢測小室1及補償套間2外,還包括下列4個系統(tǒng):熱媒循環(huán)系統(tǒng):由被檢測散熱器3、水冷凝器4、低位預熱水箱5、電熱鍋爐6、高位水箱7、熱水循環(huán)泵8等組成?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)：由壓縮機9、表面蒸發(fā)器11、冷卻塔12、冷卻水循環(huán)泵13、風機14、空氣電熱器15等組成，保證檢測小室要求的空氣環(huán)境。水量測量系統(tǒng)：由測量準確度為±0.3g的電子天平16、量筒17、轉(zhuǎn)子流量計18、換向計時器19組成。微機檢測及溫度自控系統(tǒng)：由26個鉑電阻溫度敏感元件、多路切換板、8840A微機數(shù)字多用表、PC486工業(yè)控制機、V/I板、顯示器及打印機等組成，20為進口溫度計,21為出口溫度計,22為室內(nèi)溫度計,完成熱媒溫度、空氣基準點及參考點溫度的檢測、控制，并具有穩(wěn)態(tài)工況的判斷、數(shù)據(jù)處理及顯示打印輸出等功能。實驗臺各項性能指標如下:熱媒流量:5～400kg/h精度:±0.5%;熱媒溫度:10～100℃精度:±0.1;檢測小室內(nèi)參數(shù):基準點空氣溫度:17～19℃精度:±0.11.2本實驗采用試件為管式衛(wèi)浴散熱器，其基本結(jié)構(gòu)示意圖見圖2，實驗選取了14種散熱器，其外表面的涂層及顏色參見表1。散熱器標號表1澡標號橋a萬b幼c哀d難e吉f王g汁h(huán)飾i舉j趴k興l霧m馳n塞材質(zhì)曠黃銅膜銅令銅暫銅杜銅頁銅婦鋼管鎖鋼管僚鋼管釋鋼管物鋼管繩不銹鋼纖不銹鋼振不銹鋼茂涂層顏色睡表面無處銀理零表面無處嶺理箭表面鍍鉻蛙白理石亮稱光幟烤漆石紅理石亮夕光烤漆間銀白色亮潔光烤漆瓜淺藍色噴館塑痰F=慎0.7麻m爛2祥白色噴塑違粉色噴塑笑F=濾0.5死m(xù)慮2隙白色噴塑奸砂藍色噴貪塑營無處理局安部氧化典蛋黃色噴驅(qū)塑活大紅色噴牌塑2實驗研究方法根據(jù)GB/T13754-92《采暖散熱器熱量測定方法》[2]的規(guī)定,本實驗采用了變熱水進口溫度變熱水流量方法進行實驗研究。實驗開始后,調(diào)節(jié)系統(tǒng)中浮子流量計進行流量調(diào)節(jié),通過稱量法,確定熱水流量為35～100kg/h范圍之間的某一確定值,波動值為±2%;通過空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),來調(diào)節(jié)風冷加熱器和送風溫度,使小室基準空氣溫度保持在17～19℃之間的某一確定溫度,波動值不超過±0.1℃,調(diào)節(jié)電熱鍋爐的加熱量,使進入散熱器的水溫為某一穩(wěn)定值,在室內(nèi)溫度穩(wěn)定為某溫度值的條件下散熱器的散熱量也達到穩(wěn)定值,每個試件在3種不同的流量下進行實驗,在每一個流量下分別測試散熱器進出口熱水平均溫度分別為50±5℃、65±5℃、80±5℃3個工況,每個工況均在穩(wěn)定條件下,以每次不少于10min的等時間間隔上連續(xù)進行測試,其總時間不少于1h,根據(jù)每個工況測得結(jié)果,用二元線性回歸方程方法計算熱流量Q與計算溫差T的關(guān)系:Q=A·ΔTB,難Q彈—勻管式衛(wèi)浴薪散熱器的輸散熱越量設(shè),W;災(zāi)A,新B陜—苗系著數(shù)岸;提Δ事T型—母計算溫存差跳,閉修Δ裹T=恥（初t忠g不+t碼h看）辮-t棉n象，當℃疊;t初g階—伙熱媒進口快溫母度張,渴℃殘;t蠻h烘—旺熱媒出口品溫究度朋,認℃持;t廣n蛛—鵲室內(nèi)空氣心溫材度顧,歇℃需。臣3境勢測試數(shù)據(jù)靈分析鏟3.1增專實驗數(shù)據(jù)弓：奪在實驗中澇，為研究撥涂層及顏地色對散熱童量的影響?zhàn)嚕▽ω?足4辣種散熱器陰的散熱量薪進行實驗輛，將測得短的結(jié)果用靜最小二乘僻法回歸出莊散熱濤量同Q敢與計算溫虧差訂Δ飾T怕的關(guān)系，閃并寸將僵Δ勤T=3奸0我℃艇,園朋Δ乒T=4熱5訴℃檢,腰Δ張T=64筐.孝5瘦℃參時實驗測釋得的總散摸熱量分別三繪制在合圖蝶3判中。（其其它計算溫第差下的總期散熱量可米用內(nèi)差法膏計算得出呼）研3.2霉慢理論值分襖析與計算買：龍散熱器的洲傳熱有導篩熱，對流咬，輻射三濕種基本方移式梯[3]壽，選取的壇散熱器壁踐厚很薄，酸而導熱系粒數(shù)相對較另大，由導邀熱引起的爭熱損失可想忽略，即寄散熱器內(nèi)溫外壁溫相千同。同時舅認為散熱今器材質(zhì)是宗均勻的，藥物性參數(shù)趨各向同性股為常數(shù)，湊且各管的銀表面溫度澇認為是均襪勻的，磚則豪Q偵理論參＝封Q煤對流血＋蹲Q陜輻射臣。部3.2.織1鄙對流散熱律量的計算頸：身對流為無致限空間自潑然對流，沖準則關(guān)聯(lián)貫式為：棗Nu=酷C霉（塞Gr·P煌r籍）暴n柱吧存胡基虜需贏壓陵社胡扒廉權(quán)梁物(1)蜂式興中佳N免u令—呼努謝爾特商準則拉；團P爺r史—灘普朗特準技則想;Gr=果為格拉曉臂夫準晨則統(tǒng);新—坦流體容積教膨脹系鉆數(shù)廈,1/K善;憐g忠—副重力加速怕度坊,m/s默2忽;靈d衫—箏壁面定型淚尺朱寸誤,m;捷t鵝—津流體與壁伯面溫度胸差驢,?！娴?陡—貴運動粘拜度珠,m魔2姑/永s券；匠C爸—沙系數(shù)。坊自然對流抄換熱彎量唉Q語對流跌=賀α衡F噸旁蜜慧瞇良坑列幼悲則惹繭袋蘭（符2蠶）第式噴中所政α跳—楚對流換熱搭系數(shù)乎，可α歡=Nu批；別—屢導熱系數(shù)悲，哨w/m幼·夠℃眠;柏F尖—近散熱面積構(gòu)，難m數(shù)2羨。茅3.2.周2筒輻射散熱良量的計算絮：斬輻射為空塞腔與內(nèi)包鄭壁面之間喬的輻射換京熱，且認運為空腔（旁檢測小室緞）的面積誠〉〉內(nèi)包俯壁（散熱罩器）的面將積，空腔肥（檢測小奮室）壁面腎的溫度與惜室溫相同獅，則輻射哄換熱斃為礦Q欲輻射鄭=魂ε枕1裝F默1械σ綢b攀（填T故4昨1錯-T臭4倆2鼠）媽箭(3)鋪式棵中厭Q遵輻射廟—陣檢測小室和與散熱器聰之間的輻晨射換熱測量定,W朵;辛ε燕1謎—刷散熱器的稼表面發(fā)射蜻率仿;F針1邀—肝散熱器的搖散熱面雷積勺,m印2六;撐σ漆b懇—惡絕對黑體哪輻射常動數(shù)嚇,春σ渣b較=5.6販7×10楊-8則w/m派2茶·K繭4蒸;T掌1嘗—匪散熱器壁擠面的溫酬度棟,姥℃耍;T閉2鳥—煮檢測小室堅壁面的溫值度臉,直℃胳。濃由于表面事處理成各潔種顏色的模法向發(fā)射游率未做規(guī)胸定牙,綿因畫此啦,黎本文只對艷幾種常見兄材料（黃進銅、銅、付白色鋼管映、不銹鋼施）表面的總散熱器作矩了理論計唱算智,壺結(jié)果參見憤表塞2歸。并將理氣論計算的耍結(jié)果與實卵驗數(shù)據(jù)比肯較，誤差耐范圍主要丙在盜5化％以內(nèi)（聾其中不銹搖鋼散熱器恐的散熱量繁與實驗值顏偏差較大倉，是由于扔所選撤的榆ε面n舊值為表面朵拋光的不炊銹鋼，而紙實驗中試繁件的焊接序處未經(jīng)處冒理，形成妄了局部氧與化。因此舞，實驗測歪得的總散盼熱量偏大飼。），可遭認為實驗瘡測得的散鋸熱量數(shù)值辭基本能夠副滿足工程凝技術(shù)上的拿要求。饒?zhí)舣偪址穸穾追N散熱舅器的理論堅計坐算垃角閥口圾第遮守詢表裁2勸標號裝a唉b坦j須l膠ε覺n縣[4]機0.22由0.15敏0.65魂0.20雪2洲計算溫尤差愧△酸t(yī)少(鏟℃背)呼64.5笨45筑30館Q島理論挨305.哀5屈196.自5匙119.它2梨Q犁實驗誼320.慚8懷204.返7扎123.株4共Q缸理論骨288.恥4罩185.牌4壤112.珍5骨Q蔑實驗握300.傳1取184.覽9負107.冷2門Q歐理論哥403.取3扇258.辮9弄157.貨2彼Q元實驗瞧412.土2踐259.立2漸153.擠8策Q枝理論泳308.惱2棒198嚴120京Q壤實驗疤347.評5繡219.窄5蘋130.坐9極5%貧4.2%紹3.5撿4%抱0.3%帳4.7%鎮(zhèn)2.2%內(nèi)0.12耀%腔2.2%侍12.7懼%毒10.8厘%跟9%掃3.4購期表面涂層胃及顏色對透散熱器的烤散熱量的鑰影響礦從散熱量闊方面看，睜由饅圖區(qū)3鐮中可知，悲在相同的仔計算溫療差規(guī)Δ狂T鎮(zhèn)下，外表架面經(jīng)過涂冶層的同種端型號的散垮熱移器芬(蹦雷d階白理石亮靈光烤菌漆經(jīng),督e盆紅理石亮令光烤勞漆低,游f躁銀白色亮茶光烤嚷漆倘,幟m病蛋黃不銹網(wǎng)鋼柔,豐n娃大紅不銹侵鋼輸)申的散熱量守要比無涂而層的散熱洋器焰(稻a笑黃銅無處嘗理福,日b秧銅無處勒理數(shù),晚l輕不銹攤鋼缸)氏的散熱量神大很多，證其中銅管箱外表面經(jīng)呼過涂層比劍無涂層的泄散熱量段大肥20吳%費～嘉53候%你，不銹鋼圓外表面經(jīng)壘過涂層比令無涂層的上散熱量伏大牢28咐%架～資35閣%塊。而銅管異外表面鍍追上金屬鉻鵲后，散熱秋量并沒有山明顯的變賊化，同時守鋼管外表示面經(jīng)過涂劉層與無涂忘層的散熱伐量相差也允不大，在艘計算溫差嘆為轉(zhuǎn)3陜0數(shù)℃肥時，相暈差劃8.9梅%市～濃18是%并，計算溫慎差紐為浸4裳5課℃苗時，相野差果1管%挖～塌8.8港%備，計算溫聯(lián)差謠為黃64.錢5偏℃遺時，相業(yè)差獸1.6嚷%擔～答6.7找%犬。將兩種催面積不同妻的白鋼管蜂噴塑進行豈比旁較昌,萌當大面積毀的散熱器椒按比例縮巷小到與小置面積的散懇熱器相同濾時，兩者號的散熱量醫(yī)相幅差箭0.7法%仿～疲7賺%飲，說明散增熱面積按飛比例縮放疏對散熱量漸的影響不痰大。同時華顏色的亮節(jié)暗及深淺探對衛(wèi)浴散綢熱器的散濟熱量也有原影響盞，怕e翠紅色大理休石亮光烤愈漆摸比衛(wèi)d嘗白色大理表石亮光烤勾漆的散熱輝量略大榮4牽%菠～連9稅%掏；號n肯大紅不銹鏈鋼頓比改m憂蛋黃不銹水鋼的散熱什量段大侄0.7華%觀～游5助%哥。價3.菜5凍誤差分析桿定墾經(jīng)分析，勞由國家計拳量部門鑒安定整個實尊驗臺測量沖誤差裳為瞎3楚％，散熱獵器表面溫演度不同簡蟻化成平均立溫度（由型熱相儀測爺?shù)蒙崞髻R表面溫度捧）造成的衣誤差范圍毛為玉2.叮1常％鏟～褲9.敞8給％，整個戀實驗合成屑誤差棋為修8.聾5襪％，基本垃能滿足工礙程上評價肢散熱器對運室內(nèi)熱環(huán)甘境的影響牛。4結(jié)論盞4.念1酒實驗中發(fā)晃現(xiàn)字,百湖管式衛(wèi)浴緩散熱器外閥表面的顏距色、表面營光潔度、竟以及計算率溫差都對瑞輻射換熱縣量具有一談定的影冷響懼,孔而現(xiàn)有的蒸一些常見鉆材料的表渠面發(fā)射率港是在某一扇溫度或某舌一溫度范咬圍內(nèi)給定陣的某個值哨或某個范貓圍相值惕,饞這就使表衰面發(fā)射率懂難于選領(lǐng)取粥,斑從而使衛(wèi)撤浴散熱器仁的散熱量貿(mào)在理論上明難于計算燃。因海此批,低本文通過場實驗對表翼面有涂層失及不同顏束色的管式細衛(wèi)浴散熱乓器的總散誕熱量進行順測定，可儲作為工程埋技術(shù)上的證參考。博4.錯2辣由于表面僅涂層及顏厭色對管式煌衛(wèi)浴散熱蘇器的散熱暗量有很大哭的影響，令主要表現(xiàn)課為提高了懷散熱器的蕩表面發(fā)射段率，增強侄了散熱器靜的表面的金輻射換熱柴，因此應(yīng)薯盡量將散勝熱器外表腥面處理成留具有亮度輔且較深的盛顏色，以冤提高管式懇衛(wèi)浴散熱并器的總散哭熱量?？?.般3恢實驗中發(fā)弟現(xiàn)對于同使種材料的萄散熱器，棋當表面處怠理方式不膏同時，其濫散熱量的堵變化有很松大的區(qū)別畏：表面烤秩漆或噴塑幸的散熱器冊的散熱量堪都有明顯蘇的增長，靠但增長幅犧度各異；潮表面鍍金莫屬的散熱叮器，如鉻肥，其散熱絹量基本沒丈有變化。冰因此，筆按者認為金門屬外表面娃涂層無益災(zāi)于散熱量刊的提高?？?.朱4使根據(jù)實驗惹測得的數(shù)裂據(jù)，對于駛不同材料屬的散熱器菜有涂層與透無涂層對跡散熱量的讓影響不錫同飾,饒如黃銅、斬銅、不銹己鋼表面無在涂層的衛(wèi)深浴散熱器因的散熱量篩比有涂層標時小很緩多狗,逢且顏色不炭同散熱量扇也有差異標。而銅管俯鍍鉻飽后其散熱采量無明顯織增長；對沫于鋼管衛(wèi)拖浴散熱器第表面有無岡涂層對散厭熱量的影