Υπέρυθρη θέρμανση ινών άνθρακα: Θερμοπυρηνική θέρμανση: Αρχές & Εφαρμογές: Αρχές & Εφαρμογές

Χθες το απόγευμα, στείλαμε 15 σωλήνες θέρμανσης από ίνες άνθρακα, μήκους 1,8 μέτρων το καθένα, με προδιαγραφές 380V και 2000W. Αυτό το μήκος είναι σχετικά μεγάλο. Σήμερα, θα συνεχίσω να παρουσιάζω την αρχή θέρμανσης των σωλήνων θέρμανσης ινών άνθρακα και θα συζητήσω τις βιομηχανίες στις οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως. Θα μοιραστώ μερικές μελέτες περιπτώσεων από διαφορετικές βιομηχανίες για να μάθουν όλοι από αυτές.

Βασική γνώση της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Κατ' αρχάς, ας ξεκινήσουμε με κάποιες βασικές γνώσεις σχετικά με την υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτή είναι μια σύντομη επισκόπηση- μια λεπτομερής εξήγηση θα μπορούσε εύκολα να γεμίσει μια ολόκληρη διάλεξη φυσικής, οπότε ας εργαστούμε μαζί για να μάθουμε περισσότερα.

Διαδικασία θέρμανσης των σωλήνων θέρμανσης ινών άνθρακα

Όταν η σωλήνας θέρμανσης από ίνες άνθρακα ενεργοποιείται, εκπέμπει ένα πορτοκαλοκόκκινο φως και ταυτόχρονα παράγει υπέρυθρη ακτινοβολία που θερμαίνει τα γύρω αντικείμενα. Η επιφανειακή θερμοκρασία του θερμαντικού σωλήνα μπορεί να ξεπεράσει τους 500°C. Η διαδικασία θέρμανσης ενσωματώνει τους τρεις συνήθεις τρόπους μεταφοράς θερμότητας: θερμική αγωγή, θερμική συναγωγή και θερμική ακτινοβολία, με τη θερμική ακτινοβολία να είναι ο πρωταρχικός τρόπος. Παρακάτω, θα παρουσιάσω αυτούς τους τρεις τρόπους μεταφοράς θερμότητας.

Θερμική αγωγιμότητα

Θερμική αγωγιμότητα αναφέρεται στη διαδικασία με την οποία η θερμότητα μεταφέρεται από το τμήμα υψηλότερης θερμοκρασίας ενός αντικειμένου στο τμήμα χαμηλότερης θερμοκρασίας κατά μήκος του αντικειμένου. Η θερμική αγωγιμότητα εμφανίζεται στα στερεά, στα υγρά και στα αέρια, αλλά αυστηρά μιλώντας, πρόκειται για καθαρή θερμική αγωγιμότητα μόνο στα στερεά. Ακόμη και στα ακίνητα υγρά, η φυσική συναγωγή συμβαίνει λόγω της διαφοράς πυκνότητας που προκαλείται από τη βαθμίδα θερμοκρασίας, πράγμα που σημαίνει ότι η θερμική συναγωγή και η θερμική αγωγιμότητα συμβαίνουν ταυτόχρονα στα υγρά. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα στην καθημερινή ζωή είναι η θέρμανση του ενός άκρου μιας σιδερένιας ράβδου πάνω από μια φωτιά και η αίσθηση ότι το άλλο άκρο θερμαίνεται - αυτό είναι θερμική αγωγιμότητα. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η λαβή μιας σπάτουλας που ζεσταίνεται κατά το μαγείρεμα, το οποίο είναι επίσης μια μορφή θερμικής αγωγής.

Θερμική Συναγωγή

Θερμική συναγωγή, επίσης γνωστή ως μεταφορά θερμότητας με συναγωγή, είναι η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας που προκαλείται από τη σχετική κίνηση των σωματιδίων μέσα σε ένα ρευστό. Αυτός ο τρόπος μεταφοράς θερμότητας μπορεί να συμβεί μόνο σε ρευστά (αέρια και υγρά) και συνοδεύεται πάντα από την αγωγή που προκαλείται από την κίνηση των μορίων του ρευστού.

Η θερμική συναγωγή μπορεί σε γενικές γραμμές να ταξινομηθεί σε δύο τύπους:

• Με μέσο: Αέρια συναγωγή και υγρή συναγωγή, με την αέρια συναγωγή να είναι πιο εμφανής από την υγρή συναγωγή.
• Με την αιτία: Η φυσική συναγωγή, η οποία προκαλείται καθαρά από τις διαφορές πυκνότητας μεταξύ του θερμού και του ψυχρού μέρους του ρευστού, έχει γενικά χαμηλό ρυθμό ροής. Η εξαναγκασμένη συναγωγή, που προκαλείται από την ώθηση διαφόρων αντλιών, ανεμιστήρων ή άλλων εξωτερικών δυνάμεων, έχει συχνά υψηλό ρυθμό ροής.

Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα θερμικής συναγωγής στην καθημερινή ζωή είναι όταν το νερό βράζει.

Θερμική ακτινοβολία

Θερμική ακτινοβολία αναφέρεται στο φαινόμενο κατά το οποίο ένα αντικείμενο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα λόγω της θερμοκρασίας του. Κάθε αντικείμενο με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν μπορεί να εκπέμψει θερμική ακτινοβολία, και όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η συνολική ενέργεια που εκπέμπεται. Το φάσμα της θερμικής ακτινοβολίας είναι συνεχές, καλύπτοντας θεωρητικά μήκη κύματος από 0 έως ∞. Η περισσότερη θερμική ακτινοβολία εκπέμπεται μέσω μεγαλύτερων μηκών κύματος στο φάσμα του ορατού φωτός και του υπέρυθρου φάσματος.

Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, η ακτινοβολία εμφανίζεται κυρίως στην αόρατη υπέρυθρη περιοχή. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 300°C, το ισχυρότερο μήκος κύματος της θερμικής ακτινοβολίας εμπίπτει στην υπέρυθρη περιοχή. Όταν η θερμοκρασία είναι μεταξύ 500°C και 800°C, η ισχυρότερη συνιστώσα μήκους κύματος μετατοπίζεται στην περιοχή του ορατού φωτός.

Η ενέργεια που εκπέμπεται (ή απορροφάται) από μια επιφάνεια ανά μονάδα χρόνου και ανά μονάδα επιφάνειας σχετίζεται με τη φύση και τη θερμοκρασία της επιφάνειας. Όσο πιο σκούρα και τραχιά είναι η επιφάνεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητά της να εκπέμπει (ή να απορροφά) ενέργεια. Όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν ενέργεια προς το περιβάλλον τους με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Όταν αυτά τα κύματα συναντούν ένα αντικείμενο κατά μήκος της διαδρομής διάδοσής τους, διεγείρουν τα μικροσκοπικά σωματίδια στο εσωτερικό του αντικειμένου, προκαλώντας τη θέρμανσή του.

Ακόμη και σε απόσταση από μια φλόγα, μπορούμε να αισθανθούμε τη θερμότητα - αυτό οφείλεται στην υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία μας κάνει να αισθανόμαστε ζεστά. Η πιο συνηθισμένη χρήση της θερμικής ακτινοβολίας είναι το να καθόμαστε δίπλα σε μια φωτιά, ενώ ένας θερμαντήρας χεριών, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί έναν διαφορετικό τρόπο μεταφοράς θερμότητας και δεν πρέπει να συγχέεται. Η υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από τους σωλήνες θέρμανσης με ίνες άνθρακα βρίσκεται στην ίδια ζώνη μήκους κύματος με εκείνη που παράγεται από φλόγες που καίγονται, και κυμαίνεται από 2,0 έως 15 μικρόμετρα.

Υλικά όπως τα τρόφιμα, τα υφάσματα, τα χρώματα και οι καλλιέργειες απορροφούν ευκολότερα αυτό το εύρος μήκους κύματος. Επομένως, όταν αυτά τα υλικά εκτίθενται στην υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από τους σωλήνες θέρμανσης ινών άνθρακα, απορροφούν την ακτινοβολία και τη μετατρέπουν σε θερμότητα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του υλικού για να επιτύχουν αποτελέσματα ξήρανσης, θέρμανσης ή σκλήρυνσης. Κατά τη θέρμανση με υπέρυθρη ακτινοβολία, η ουσία που θερμαίνεται απορροφά την ακτινοβολία πιο αποτελεσματικά λόγω του συντονισμού μεταξύ της ζώνης απορρόφησης του υλικού και του μήκους κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας. Αυτό μεγιστοποιεί την απορρόφηση της υπέρυθρης θερμότητας, αυξάνοντας γρήγορα τη θερμοκρασία και βελτιώνοντας την απόδοση της θέρμανσης, η οποία με τη σειρά της ενισχύει την απόδοση της παραγωγής.

Εφαρμογή στην αυτοκινητοβιομηχανία

Στη διαδικασία κατασκευής αυτοκινήτων, σωλήνες θέρμανσης από ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται συνήθως σε θαλάμους βαφής, όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενα άρθρα. Ως εκ τούτου, δεν θα επεκταθώ περαιτέρω στην εφαρμογή των υπέρυθρων σωλήνων θέρμανσης από ίνες άνθρακα σε θαλάμους βαφής εδώ.

Εφαρμογή στη βιομηχανία εκτύπωσης και βαφής κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων

Στη βιομηχανία εκτύπωσης και βαφής κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, ο εξοπλισμός όπως οι μηχανές πλάκας, οι ξηραντήρες σήραγγας και οι κινητές μηχανές ξήρανσης είναι τυπικά παραδείγματα υπέρυθρης θέρμανσης. Όταν ο σωλήνας θέρμανσης ινών άνθρακα ενεργοποιείται, εκπέμπει πορτοκαλοκίτρινο φως και υπέρυθρη ακτινοβολία, με ζώνη μήκους κύματος από 2,0 έως 15 μικρά. Αυτό το εύρος μήκους κύματος ταιριάζει με τη ζώνη απορρόφησης πολλών υφασμάτων και υδατοδιαλυτών βαφών. Όταν θερμαίνεται με υπέρυθρη ακτινοβολία, το κλωστοϋφαντουργικό προϊόν ή η βαφή απορροφά γρήγορα την υπέρυθρη θερμότητα λόγω του αντίστοιχου μήκους κύματος, αυξάνοντας γρήγορα τη θερμοκρασία, βελτιώνοντας την απόδοση της θέρμανσης και ενισχύοντας την αποδοτικότητα της παραγωγής.

Η GlobalQT είναι ένας κορυφαίος κατασκευαστής που ειδικεύεται σε υψηλής ποιότητας σωλήνες θέρμανσης χαλαζία και λύσεις. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε το δικτυακός τόπος ή επικοινωνήστε μαζί μας στο contact@globalquartztube.com.