熱處理爐輻射元件的表面工作溫度選擇：史蒂芬-波茲曼定律說(shuō)明物體的全輻射量與表面的絕對(duì)溫度的四次方成正比，即元件表面溫度越高，輻射能量越大(WmT4)。輻射器表面溫度與主輻射波長(zhǎng)的相互關(guān)係可由維恩定律估算，根據(jù)維恩定律(mmt=2898)，隨著輻射元件的表面溫度升高，其單色輻射強(qiáng)度的峰值波長(zhǎng)要向短波方向移動(dòng)，確定它們的主要依據(jù)是主輻射波段內(nèi)能量的大小和被加熱物質(zhì)的吸收特性。為了發(fā)揮紅外加熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，必須控制好加熱溫度，使元件發(fā)出的輻射能主要分佈在被加熱物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)。輻射源表面溫度選擇還應(yīng)隨被加熱物的紅外特性的差異而不同，須根據(jù)具體的吸收光譜。對(duì)於含水物質(zhì)和含有-OH基或-NA基的物質(zhì)，如糧食、食品、紡織品、木材以及氨基漆，電工漆等，在3mm附近都有強(qiáng)烈吸收峰，因此輻射源表面偏高一些為宜，一般在550~600度；而對(duì)於只在3.5或5以上才有強(qiáng)烈吸收峰的物質(zhì)，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料和防腐瀝青漆及其它油漆等，輻射器表面溫度以400~500度為宜。總之，應(yīng)令輻射曲線的峰值儘可能與被加熱物質(zhì)的最強(qiáng)烈的吸波段相匹配。

1. 熱處理爐輻射元件放熱

在加熱爐或裝置中，輻射元件升溫后以輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)三種形式向外放熱。一般經(jīng)傳導(dǎo)放熱的比例很小，而經(jīng)對(duì)流和輻射放熱的比例取決於輻射元件的表面溫度、加熱裝置內(nèi)空間平均溫度、輻射元件的輻射層物質(zhì)的全輻射率、輻射元件的佈置及形狀、氣流狀態(tài)與速度等條件。以傳熱學(xué)基本公式得知，輻射元件經(jīng)對(duì)流放出的熱量為

Q對(duì) = h A (t1 - t2)1.25 (千卡/時(shí))………(4)

式中h為自然對(duì)流放熱係數(shù)；放熱面朝下時(shí)，h=1.4；放熱面朝上時(shí)，h=2.8；放熱面垂直時(shí)，h=3.2；簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，h=2.2；A=放熱面積(米2)；t1=輻射元件表面溫度(度)；t2=加熱裝置中的空間平均溫度(度)。

元件經(jīng)輻射放出的熱量為

式中輻射元件表面層在溫度為T(mén)1時(shí)的全輻射率；T1=元件表面溫度(K)；T2 = 被加熱物表面溫度(K)；A = 發(fā)熱元件表面積(米2)。根據(jù)式(4，5)可計(jì)算出對(duì)流熱與輻射熱的比值，當(dāng)(1)輻射元件溫度低於150度時(shí)，放出的熱量中對(duì)流熱高於輻射熱。隨著T1升高，對(duì)流熱此值Q對(duì)/Q輻減小。(2)若T1恒定，隨著T2升高，對(duì)流熱與輻射熱之比值逐步減小。(3)就熱的傳輸效能而言，對(duì)流傳熱只能達(dá)到被加熱物的表面，而輻射則可穿入工件一定深度，且對(duì)流傳熱速度又遠(yuǎn)低於輻射傳熱。所以Q對(duì)/Q輻值越小，就越能加速熱的傳遞，而提高傳熱效率。但對(duì)流傳熱可以彌補(bǔ)輻射傳熱使工件受熱不勻的缺點(diǎn)，因此在加熱過(guò)程中適當(dāng)?shù)奶岣邔?duì)流所占的比例也是有益的。

2. 熱處理爐輻射元件表面溫度選擇

熱處理爐輻射元件的表面溫度選擇，可根據(jù) Q對(duì)/Q輻的比值和加熱爐所需的空間溫度來(lái)選取合適的表面輻射溫度。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)輻射元件表面溫度在400~600度之間時(shí)，對(duì)流熱與輻射熱的比例較為適合。同時(shí)輻射通量也較高。對(duì)於在3附近有強(qiáng)烈吸收峰的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，元件的表面溫度建議在600~800度較好。對(duì)於5以上有大量吸收峰的物質(zhì)，紅外元件的表面溫度在400~600度為宜。

一般元件的表面溫度隨表面負(fù)荷的增加而增加，但并非線性關(guān)係。不同材質(zhì)和形狀的輻射元件其表面負(fù)荷與表面溫度的關(guān)係也不相同，輻射元件的******工作溫度應(yīng)根據(jù)其本身材質(zhì)、形狀及工作部位等條件，透過(guò)實(shí)驗(yàn)決定。在實(shí)際使用中，為了提高效率，減少對(duì)流熱損失，其溫度不應(yīng)低於400度，使對(duì)流散熱比例在50%以下。