Carbon Fiber Infrared Heating: Principles & Applications

Yesterday afternoon, we shipped 15 награвальныя трубкі з вугляроднага валакна, each 1.8 meters long, with a specification of 380V and 2000W. This length is relatively long. Today, I will continue to introduce the heating principle of carbon fiber heating tubes and discuss the industries in which they are primarily used. I’ll share some case studies from different industries for everyone to learn from.

Basic Knowledge of Infrared Radiation

First, let’s start with some basic knowledge about infrared radiation. This is a brief overview; a detailed explanation could easily fill an entire physics lecture, so let’s work together to learn more.

Heating Process of Carbon Fiber Heating Tubes

Калі награвальная трубка з вугляроднага валакна знаходзячыся пад напругай, ён выпраменьвае памяранцава-чырвонае святло і адначасова вырабляе інфрачырвонае выпраменьванне, якое награвае навакольныя прадметы. Тэмпература паверхні награвальнай трубкі можа перавышаць 500 °C. Працэс нагрэву аб'ядноўвае тры распаўсюджаных рэжыму цеплаперадачы: цеплаправоднасць, цеплавая канвекцыя і цеплавое выпраменьванне, пры гэтым цеплавое выпраменьванне з'яўляецца асноўным рэжымам. Ніжэй я прадстаўлю гэтыя тры рэжыму цеплаперадачы.

Thermal Conduction

Thermal conduction refers to the process by which heat is transferred from the higher temperature part of an object to the lower temperature part along the object. Thermal conduction occurs in solids, liquids, and gases, but strictly speaking, it is pure thermal conduction only in solids. Even in stationary fluids, natural convection occurs due to the density difference caused by the temperature gradient, meaning that thermal convection and thermal conduction happen simultaneously in fluids. A common example in daily life is heating one end of an iron rod over a fire and feeling the other end become hot—this is thermal conduction. Another example is the handle of a spatula becoming hot while cooking, which is also a form of thermal conduction.

Thermal Convection

Thermal convection, also known as convective heat transfer, is the process of heat transfer caused by the relative movement of particles within a fluid. This mode of heat transfer can only occur in fluids (gases and liquids) and is always accompanied by the conduction caused by the movement of fluid molecules.

Thermal convection can be broadly classified into two types:

• By Medium: Gas convection and liquid convection, with gas convection being more apparent than liquid convection.
• By Cause: Natural convection, caused purely by the density differences between the hot and cold parts of the fluid, generally has a low flow rate. Forced convection, caused by the push of various pumps, fans, or other external forces, often has a high flow rate.

The most common example of thermal convection in daily life is when water boils.

Thermal Radiation

Thermal radiation refers to the phenomenon where an object emits electromagnetic waves due to its temperature. Any object with a temperature above absolute zero can emit thermal radiation, and the higher the temperature, the greater the total energy emitted. The spectrum of thermal radiation is continuous, theoretically covering wavelengths from 0 to ∞. Most thermal radiation is transmitted through longer wavelengths in the visible light and infrared spectrum.

At lower temperatures, the radiation mainly occurs in the invisible infrared region. When the temperature reaches 300°C, the strongest wavelength in the thermal radiation falls within the infrared region. When the temperature is between 500°C and 800°C, the strongest wavelength component shifts to the visible light region.

Энергія, выпраменьваная (або паглынаецца) паверхняй у адзінку часу і на адзінку плошчы, залежыць ад прыроды паверхні і яе тэмпературы. Чым цямней і шероховатее паверхню, тым больш яе здольнасць выпраменьваць (або паглынаць) энергію. Усе аб'екты выпраменьваюць энергію ў навакольнае асяроддзе ў выглядзе электрамагнітных хваль. Калі гэтыя хвалі сутыкаюцца з аб'ектам на шляху свайго распаўсюджвання, яны ўзбуджаюць мікраскапічныя часціцы ўнутры аб'екта, выклікаючы яго нагрэў.

Even at a distance from a flame, we can feel the heat—this is due to infrared radiation, which makes us feel warm. The most common use of thermal radiation is sitting by a fire, while a hand warmer, for example, uses a different mode of heat transfer and shouldn’t be confused. The infrared radiation emitted by carbon fiber heating tubes is in the same wavelength band as that produced by burning flames, ranging from 2.0 to 15 microns.

Materials such as food, textiles, paint, and crops absorb this wavelength range most easily. Therefore, when these materials are exposed to the infrared radiation emitted by carbon fiber heating tubes, they absorb the radiation and convert it into heat, raising the material’s temperature to achieve drying, heating, or curing effects. When heating with infrared radiation, the substance being heated absorbs the radiation more efficiently due to the resonance between the material’s absorption band and the infrared wavelength. This maximizes the absorption of infrared heat, rapidly increasing the temperature and improving heating efficiency, which in turn enhances production efficiency.

Application in the Automotive Industry

У працэсе вытворчасці аўтамабіляў, награвальныя трубкі з вугляроднага валакна часцей за ўсё выкарыстоўваюцца ў фарбавальных камерах, як згадвалася ў папярэдніх артыкулах. Таму я не буду падрабязна спыняцца на ўжыванні інфрачырвоных награвальных трубак з вугляроднага валакна ў фарбавальных камерах.

Прымяненне ў Тэкстыльнай Паліграфічнай і фарбавальнай прамысловасці

У тэкстыльнай паліграфічнай і фарбавальнай прамысловасці такое абсталяванне, як машыны вальцовочных, тунэльныя сушылкі і перасоўныя сушыльныя машыны, з'яўляюцца тыповымі прыкладамі інфрачырвонага нагрэву. Калі награвальная трубка з вугляроднага валакна знаходзіцца пад напругай, яна выпраменьвае памяранцава-жоўты святло і інфрачырвонае выпраменьванне з дыяпазонам даўжынь хваль ад 2,0 да 15 мікрон. Гэты дыяпазон даўжынь хваль адпавядае паласе паглынання многіх тэкстыльных вырабаў і водарастваральных фарбавальнікаў. Пры награванні інфрачырвоным выпраменьваннем тэкстыль або фарба хутка паглынаюць інфрачырвонае цяпло дзякуючы адпаведнай даўжыні хвалі, хутка падвышаючы тэмпературу, падвышаючы эфектыўнасць нагрэву і падвышаючы эфектыўнасць вытворчасці.

GlobalQT - вядучы вытворца, які спецыялізуецца на высакаякаснай кварцавыя награвальныя трубкі і рашэнні. Для атрымання дадатковай інфармацыі наведайце наш Вэб-сайт або звяжыцеся з намі па адрасе contact@globalquartztube.com.