Infrarød opvarmning af kulfiber: Principper og anvendelser

I går eftermiddags sendte vi 15 Varmerør af kulfiber, hver 1,8 meter lang, med en specifikation på 380V og 2000W. Denne længde er relativt lang. I dag vil jeg fortsætte med at introducere varmeprincippet for kulfibervarmerør og diskutere de industrier, hvor de primært bruges. Jeg vil dele nogle casestudier fra forskellige brancher, som alle kan lære af.

Grundlæggende viden om infrarød stråling

Lad os starte med lidt grundlæggende viden om infrarød stråling. Dette er en kort oversigt; en detaljeret forklaring kunne nemt fylde en hel fysikforelæsning, så lad os arbejde sammen om at lære mere.

Opvarmningsproces af kulfibervarmerør

Når den kulfiber-varmerør er tændt, udsender det et orangerødt lys og producerer samtidig infrarød stråling, der opvarmer de omkringliggende genstande. Varmerørets overfladetemperatur kan overstige 500 °C. Opvarmningsprocessen integrerer de tre almindelige varmeoverførselsmetoder: varmeledning, varmekonvektion og varmestråling, hvor varmestråling er den primære metode. Nedenfor vil jeg introducere disse tre varmeoverførselsformer.

Termisk ledning

Termisk ledning henviser til den proces, hvor varme overføres fra en del af et objekt med højere temperatur til en del med lavere temperatur langs objektet. Varmeledning forekommer i faste stoffer, væsker og gasser, men strengt taget er der kun tale om ren varmeledning i faste stoffer. Selv i stationære væsker opstår der naturlig konvektion på grund af densitetsforskellen forårsaget af temperaturgradienten, hvilket betyder, at termisk konvektion og termisk ledning sker samtidig i væsker. Et almindeligt eksempel i dagligdagen er at opvarme den ene ende af en jernstang over et bål og mærke, at den anden ende bliver varm - det er varmeledning. Et andet eksempel er håndtaget på en spatel, der bliver varmt under madlavning, hvilket også er en form for varmeledning.

Termisk konvektion

Termisk konvektionogså kendt som konvektiv varmeoverførsel, er processen med varmeoverførsel forårsaget af den relative bevægelse af partikler i en væske. Denne form for varmeoverførsel kan kun forekomme i væsker (gasser og væsker) og er altid ledsaget af ledning forårsaget af væskemolekylernes bevægelse.

Termisk konvektion kan groft sagt inddeles i to typer:

• Af Medium: Gaskonvektion og væskekonvektion, hvor gaskonvektion er mere tydelig end væskekonvektion.
• Af årsag: Naturlig konvektion, der udelukkende skyldes densitetsforskelle mellem den varme og den kolde del af væsken, har generelt en lav strømningshastighed. Tvungen konvektion, forårsaget af forskellige pumper, ventilatorer eller andre eksterne kræfter, har ofte en høj strømningshastighed.

Det mest almindelige eksempel på varmekonvektion i dagligdagen er, når vand koger.

Termisk udstråling

Termisk stråling refererer til det fænomen, hvor et objekt udsender elektromagnetiske bølger på grund af dets temperatur. Ethvert objekt med en temperatur over det absolutte nulpunkt kan udsende varmestråling, og jo højere temperaturen er, desto større er den samlede energi, der udsendes. Spektret af varmestråling er kontinuerligt og dækker teoretisk set bølgelængder fra 0 til ∞. Det meste varmestråling transmitteres gennem længere bølgelængder i det synlige lys og det infrarøde spektrum.

Ved lavere temperaturer forekommer strålingen hovedsageligt i det usynlige infrarøde område. Når temperaturen når 300 °C, falder den stærkeste bølgelængde i den termiske stråling inden for det infrarøde område. Når temperaturen er mellem 500°C og 800°C, skifter den stærkeste bølgelængdekomponent til det synlige lysområde.

Den energi, der udsendes (eller absorberes) af en overflade pr. tidsenhed og pr. arealenhed, er relateret til overfladens beskaffenhed og temperatur. Jo mørkere og grovere overfladen er, jo større er dens evne til at udsende (eller absorbere) energi. Alle genstande udsender energi til deres omgivelser i form af elektromagnetiske bølger. Når disse bølger møder et objekt på deres spredningsvej, ophidser de de mikroskopiske partikler i objektet og får det til at varme op.

Selv på afstand af en flamme kan vi mærke varmen - det skyldes den infrarøde stråling, som får os til at føle os varme. Den mest almindelige brug af varmestråling er at sidde ved et bål, mens f.eks. en håndvarmer bruger en anden form for varmeoverførsel og derfor ikke bør forveksles. Den infrarøde stråling, der udsendes af kulfibervarmerør, ligger i samme bølgelængdebånd som den, der produceres af brændende flammer, fra 2,0 til 15 mikrometer.

Materialer som fødevarer, tekstiler, maling og afgrøder absorberer lettest dette bølgelængdeområde. Når disse materialer udsættes for den infrarøde stråling fra kulfibervarmerør, absorberer de derfor strålingen og omdanner den til varme, hvilket hæver materialets temperatur for at opnå tørrings-, opvarmnings- eller hærdningseffekter. Ved opvarmning med infrarød stråling absorberer det stof, der opvarmes, strålingen mere effektivt på grund af resonansen mellem materialets absorptionsbånd og den infrarøde bølgelængde. Dette maksimerer absorptionen af infrarød varme, hvilket hurtigt øger temperaturen og forbedrer opvarmningseffektiviteten, hvilket igen forbedrer produktionseffektiviteten.

Anvendelse i bilindustrien

I fremstillingsprocessen for biler, Varmerør af kulfiber bruges oftest i malekabiner, som nævnt i tidligere artikler. Derfor vil jeg ikke uddybe anvendelsen af infrarøde varmerør af kulfiber i malekabiner yderligere her.

Anvendelse i tekstiltryk- og farvningsindustrien

I tekstiltryk- og farvningsindustrien er udstyr som plademaskiner, tunneltørrere og mobile tørremaskiner typiske eksempler på infrarød opvarmning. Når kulfibervarmerøret får strøm, udsender det et orangegult lys og infrarød stråling med et bølgelængdebånd på 2,0 til 15 mikrometer. Dette bølgelængdeområde matcher absorptionsbåndet for mange tekstiler og vandopløselige farvestoffer. Når det opvarmes med infrarød stråling, absorberer tekstilet eller farvestoffet hurtigt den infrarøde varme på grund af den matchende bølgelængde, hvilket hurtigt hæver temperaturen, forbedrer opvarmningseffektiviteten og øger produktionseffektiviteten.

GlobalQT er en førende producent, der specialiserer sig i højkvalitets varmerør af kvarts og løsninger. For mere information, besøg vores internet side eller kontakt os på contact@globalquartztube.com.