Semalam petang, kami menghantar 15 tiub pemanas gentian karbon, setiap satu sepanjang 1.8 meter, dengan spesifikasi 380V dan 2000W. Panjang ini agak panjang. Hari ini, saya akan meneruskan memperkenalkan prinsip pemanasan tiub pemanas gentian karbon dan membincangkan industri di mana ia terutamanya digunakan. Saya akan berkongsi beberapa kajian kes dari pelbagai industri untuk dijadikan pembelajaran bersama.
Pengetahuan Asas tentang Sinaran Inframerah
Pertama, mari kita mulakan dengan beberapa pengetahuan asas tentang sinaran inframerah. Ini adalah gambaran ringkas; penjelasan terperinci boleh dengan mudah memenuhi keseluruhan kuliah fizik, jadi mari kita bekerjasama untuk mempelajari lebih lanjut.
Proses Pemanasan Tiub Pemanas Serat Arang
Apabila tiub pemanas gentian karbon Apabila diaktifkan, ia memancarkan cahaya jingga-merah dan pada masa yang sama menghasilkan sinaran inframerah yang memanaskan objek di sekelilingnya. Suhu permukaan tiub pemanas boleh melebihi 500°C. Proses pemanasan ini menggabungkan tiga mod pemindahan haba yang biasa: konduksi terma, konveksi terma, dan radiasi terma, dengan radiasi terma sebagai mod utama. Di bawah, saya akan memperkenalkan ketiga-tiga mod pemindahan haba ini.
Konduksi Terma
Konduksi terma merujuk kepada proses pemindahan haba daripada bahagian objek yang suhunya lebih tinggi ke bahagian yang suhunya lebih rendah sepanjang objek itu. Konduksi terma berlaku dalam pepejal, cecair, dan gas, tetapi secara ketat, konduksi terma tulen hanya wujud dalam pepejal. Malah dalam cecair pegun, konveksi semula jadi berlaku disebabkan perbezaan ketumpatan yang disebabkan oleh gradien suhu, bermakna konveksi terma dan konduksi terma berlaku serentak dalam cecair. Contoh biasa dalam kehidupan seharian ialah memanaskan satu hujung rod besi di atas api dan merasakan hujung yang satu lagi menjadi panas—ini adalah konduksi terma. Satu lagi contoh ialah pemegang spatula menjadi panas semasa memasak, yang juga merupakan satu bentuk konduksi terma.
Konveksi Terma
Konveksi termal, juga dikenali sebagai pemindahan haba konvektif, ialah proses pemindahan haba yang disebabkan oleh pergerakan relatif zarah dalam cecair. Mod pemindahan haba ini hanya boleh berlaku dalam cecair (gas dan cecair) dan sentiasa disertai oleh konduksi yang disebabkan oleh pergerakan molekul cecair.
Konveksi termal boleh diklasifikasikan secara luas kepada dua jenis:
- Oleh Medium: Konveksi gas dan konveksi cecair, dengan konveksi gas lebih ketara berbanding konveksi cecair.
- Menurut sebab: Konveksi semula jadi, yang disebabkan semata-mata oleh perbezaan ketumpatan antara bahagian cecair yang panas dan sejuk, umumnya mempunyai kadar aliran yang rendah. Konveksi paksa, yang disebabkan oleh dorongan pelbagai pam, kipas, atau daya luaran lain, sering mempunyai kadar aliran yang tinggi.
Contoh paling biasa konveksi termal dalam kehidupan seharian ialah apabila air mendidih.
Pancaran haba
Sinar termal merujuk kepada fenomena di mana sesuatu objek memancarkan gelombang elektromagnet akibat suhunya. Mana-mana objek yang suhunya melebihi sifar mutlak boleh memancarkan sinaran terma, dan semakin tinggi suhunya, semakin besar jumlah tenaga yang dipancarkan. Spektrum sinaran terma adalah berterusan, secara teori merangkumi panjang gelombang dari 0 hingga ∞. Kebanyakan sinaran terma disalurkan melalui panjang gelombang yang lebih panjang dalam spektrum cahaya kelihatan dan inframerah.
Pada suhu rendah, sinaran terutamanya berlaku dalam kawasan inframerah yang tidak kelihatan. Apabila suhu mencapai 300°C, panjang gelombang paling kuat dalam sinaran termal jatuh dalam kawasan inframerah. Apabila suhu berada antara 500°C dan 800°C, komponen panjang gelombang paling kuat beralih ke kawasan cahaya yang kelihatan.
Tenaga yang dipancarkan (atau diserap) oleh satu permukaan setiap unit masa dan setiap unit kawasan berkaitan dengan sifat dan suhunya. Semakin gelap dan kasar permukaan itu, semakin besar keupayaannya untuk memancarkan (atau menyerap) tenaga. Semua objek memancarkan tenaga ke persekitarannya dalam bentuk gelombang elektromagnet. Apabila gelombang ini bertembung dengan objek di sepanjang laluan penyebarannya, ia akan merangsang zarah-zarah mikroskopik dalam objek tersebut, menyebabkan ia menjadi panas.
Walaupun berada jauh dari nyalaan api, kita masih dapat merasakan haba—ini disebabkan oleh sinaran inframerah, yang membuatkan kita berasa hangat. Penggunaan paling biasa bagi sinaran termal ialah duduk di tepi api, manakala pemanas tangan, contohnya, menggunakan kaedah pemindahan haba yang berbeza dan tidak seharusnya dikelirukan. Sinaran inframerah yang dipancarkan oleh tiub pemanas gentian karbon berada dalam julat gelombang yang sama seperti yang dihasilkan oleh nyalaan api, iaitu antara 2.0 hingga 15 mikron.
Bahan seperti makanan, tekstil, cat, dan tanaman menyerap julat gelombang ini dengan paling mudah. Oleh itu, apabila bahan-bahan ini terdedah kepada sinaran inframerah yang dipancarkan oleh tiub pemanas gentian karbon, mereka menyerap sinaran tersebut dan menukarnya kepada haba, menaikkan suhu bahan untuk mencapai kesan pengeringan, pemanasan, atau pengerasan. Apabila memanaskan dengan sinaran inframerah, bahan yang dipanaskan menyerap sinaran dengan lebih cekap disebabkan resonans antara jalur penyerapan bahan tersebut dan panjang gelombang inframerah. Ini memaksimumkan penyerapan haba inframerah, dengan cepat meningkatkan suhu dan memperbaiki kecekapan pemanasan, yang seterusnya meningkatkan kecekapan pengeluaran.
Permohonan dalam Industri Automotif
Dalam proses pembuatan automotif, tiub pemanas gentian karbon biasanya digunakan di bilik cat, seperti yang disebutkan dalam artikel-artikel sebelumnya. Oleh itu, saya tidak akan menghuraikan lagi mengenai aplikasi tiub pemanas inframerah gentian karbon di bilik cat di sini.
Permohonan dalam Industri Percetakan dan Pewarnaan Tekstil
Dalam industri percetakan dan pewarnaan tekstil, peralatan seperti mesin platin, pengering terowong, dan mesin pengering mudah alih adalah contoh tipikal pemanasan inframerah. Apabila tiub pemanas gentian karbon diberi kuasa, ia memancarkan cahaya jingga-kuning dan sinaran inframerah, dengan julat panjang gelombang 2.0 hingga 15 mikron. Julat panjang gelombang ini sepadan dengan jalur penyerapan banyak tekstil dan pewarna larut air. Apabila dipanaskan dengan sinaran inframerah, tekstil atau pewarna menyerap haba inframerah dengan cepat disebabkan padanan panjang gelombang, meningkatkan suhu dengan pantas, memperbaiki kecekapan pemanasan, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.
GlobalQT adalah pengeluar terkemuka yang mengkhusus dalam berkualiti tinggi tiub pemanas kuarza dan penyelesaian. Untuk maklumat lanjut, lawati kami laman web atau hubungi kami di contact@globalquartztube.com.
