Jučer poslijepodne smo otpremili 15 grijaći elementi od karbonskih vlakana, svaki je dugačak 1,8 metara, s nazivnim naponom od 380 V i snagom od 2000 W. Ta je duljina relativno velika. Danas ću nastaviti s predstavljanjem načela grijanja karbonskih grijaćih cijevi i raspravom o industrijama u kojima se one prvenstveno koriste. Podijelit ću neke studije slučaja iz različitih industrija iz kojih svi mogu učiti.
Osnovno znanje o infracrvenom zračenju
Prvo, započnimo s nekim osnovnim znanjem o infracrvenom zračenju. Ovo je kratak pregled; detaljno objašnjenje lako bi ispunilo cijelo predavanje iz fizike, pa hajdemo zajedno saznati više.
Proces grijanja cijevi za grijanje od karbonskih vlakana
Kada grijaći element od karbonskih vlakana Kad se napuni energijom, emitira narančasto-crveno svjetlo i istovremeno stvara infracrveno zračenje koje zagrijava okolne objekte. Temperatura površine grijaće cijevi može premašiti 500 °C. Proces grijanja objedinjuje tri uobičajena načina prijenosa topline: toplinsku kondukciju, toplinsku konvekciju i toplinsko zračenje, pri čemu je toplinsko zračenje primarni način. U nastavku ću predstaviti ta tri načina prijenosa topline.
Toplinska kondukcija
Toplinska provodljivost odnosi se na proces kojim se toplina prenosi od dijela objekta s višom temperaturom na dio s nižom temperaturom duž objekta. Toplinska provodnost događa se u krutiocima, tekućinama i plinovima, ali strogo govoreći, čista toplinska provodnost postoji samo u krutiocima. Čak i u mirnim tekućinama događa se prirodna konvekcija zbog razlike u gustoći uzrokovane temperaturnim gradijentom, što znači da se u tekućinama istovremeno odvijaju toplinska konvekcija i toplinska provodnost. Uobičajen primjer u svakodnevnom životu je zagrijavanje jednog kraja željezne šipke iznad vatre i osjećaj kako se drugi kraj zagrijava – to je toplinska provodnost. Još jedan primjer je drška lopatica koja se zagrijava tijekom kuhanja, što je također oblik toplinske provodnosti.
Toplinska konvekcija
Toplinska konvekcija, također poznat kao konvekcijski prijenos topline, je proces prijenosa topline uzrokovan relativnim gibanjem čestica unutar tekućine. Ovaj način prijenosa topline može se odvijati samo u tekućinama (plinovima i tekućinama) i uvijek je popraćen kondukcijom uzrokovanom gibanjem molekula tekućine.
Toplinska konvekcija se može grubo klasificirati u dvije vrste:
- Srednjim: Konvekcija plina i konvekcija tekućine, pri čemu je konvekcija plina očiglednija od konvekcije tekućine.
- Po uzrokuPrirodna konvekcija, uzrokovana isključivo razlikama gustoće između toplih i hladnih dijelova tekućine, općenito ima nizak protok. Prisilna konvekcija, uzrokovana potiskivanjem raznih pumpi, ventilatora ili drugih vanjskih sila, često ima visok protok.
Najčešći primjer termičke konvekcije u svakodnevnom životu je kada voda ključa.
Toplinsko zračenje
Toplinsko zračenje Odnosi se na fenomen u kojem predmet emitira elektromagnetske valove zbog svoje temperature. Svaki predmet čija je temperatura iznad apsolutne nule može emitirati toplinsko zračenje, a što je temperatura viša, to je veća ukupna emitirana energija. Spekter toplinskog zračenja je kontinuiran, teoretski pokrivajući valne duljine od 0 do ∞. Većina toplinskog zračenja prenosi se kroz dulje valne duljine u vidljivom i infracrvenom spektru.
Pri nižim temperaturama zračenje se uglavnom odvija u nevidljivoj infracrvenoj regiji. Kad temperatura dosegne 300 °C, najjači valni duljina u toplinskom zračenju pada unutar infracrvene regije. Kad je temperatura između 500 °C i 800 °C, najjača komponenta valne duljine pomiče se u vidljivu svjetlosnu regiju.
Energia koju površina emitira (ili apsorbira) u jedinici vremena i po jedinici površine povezana je s prirodom i temperaturom te površine. Što je površina tamnija i hrapavija, to je veća njezina sposobnost emitiranja (ili apsorpcije) energije. Svi predmeti zrače energiju u svoje okruženje u obliku elektromagnetskih valova. Kada ti valovi naiđu na predmet na svojoj putanji, uzbuđuju mikroskopske čestice unutar predmeta, uzrokujući njegovo zagrijavanje.
Čak i na udaljenosti od plamena možemo osjetiti toplinu – to je zbog infracrvenog zračenja koje nas grije. Najčešća primjena toplinskog zračenja je sjedenje kraj vatre, dok grijač za ruke, na primjer, koristi drugačiji način prijenosa topline i ne bi se smio miješati. Infracrveno zračenje koje emitiraju grijaći elementi od karbonskih vlakana nalazi se u istom valnom opsegu kao i ono koje proizvode gorući plamenovi, u rasponu od 2,0 do 15 mikrona.
Materijali poput hrane, tekstila, boje i usjeva najlakše upijaju ovaj raspon valnih duljina. Stoga, kada su ti materijali izloženi infracrvenom zračenju koje emitiraju grijaće cijevi od karbonskih vlakana, oni upijaju zračenje i pretvaraju ga u toplinu, podižući temperaturu materijala kako bi se postigli učinci sušenja, grijanja ili stvrdnjavanja. Pri grijanju infracrvenim zračenjem, grijana tvar apsorbira zračenje učinkovitije zbog rezonancije između apsorpcijskog pojasa materijala i infracrvene valne duljine. To maksimizira apsorpciju infracrvene topline, brzo povećavajući temperaturu i poboljšavajući učinkovitost grijanja, što zauzvrat poboljšava učinkovitost proizvodnje.
Primjena u automobilskoj industriji
U procesu proizvodnje automobila, grijaći elementi od karbonskih vlakana Najčešće se koriste u kabinama za bojanje, kao što je spomenuto u prethodnim člancima. Stoga ovdje neću dalje objašnjavati primjenu infracrvenih grijaćih cijevi od karbonskih vlakana u kabinama za bojanje.
Primjena u industriji tiskanja i bojenja tekstila
U industriji tiskanja i bojenja tekstila, oprema poput platen-mašina, tunelskih sušara i mobilnih sušara tipični su primjeri infracrvenog grijanja. Kada se karbonska grijaća cijev napuni energijom, emitira narančasto-žutu svjetlost i infracrveno zračenje, s valnom duljinom od 2,0 do 15 mikrona. Taj raspon valnih duljina podudara se s apsorpcijskom trakom mnogih tekstila i vodotopivih boja. Kada se zagrijava infracrvenim zračenjem, tekstil ili boja brzo upija infracrvenu toplinu zbog podudaranja valnih duljina, što brzo podiže temperaturu, poboljšava učinkovitost grijanja i povećava učinkovitost proizvodnje.
GlobalQT je vodeći proizvođač specijaliziran za visokokvalitetne proizvode. kvarcne grijaće cijevi i rješenja. Za više informacija posjetite našu web stranica ili nas kontaktirajte na contact@globalquartztube.com.
