Tubos de aquecimento de fibra de carbono de quartzo - Benefícios e utilizações

Com o amadurecimento da tecnologia de produção de fibra de carbono, a fibra de carbono tem sido amplamente desenvolvida em vários elementos de aquecimento como um novo material. É utilizada em vários aquecedores, equipamento de aquecimento e equipamento de saúde devido ao seu desempenho superior de aquecimento elétrico, elevada poupança de energia, proteção ambiental e propriedades de radiação infravermelha distante. Como resultado, está a receber cada vez mais atenção e utilização.

A fibra de carbono é uma fibra de alta resistência e alto módulo fabricada a partir de fibras de poliacrilonitrilo, fibras de viscose ou fibras de breu como matérias-primas, removendo outros elementos exceto o carbono através de aquecimento a vácuo a alta temperatura. Apresenta elevada estabilidade química e resistência a altas temperaturas. Entre elas, as fibras de carbono à base de viscose produzidas a partir de polpa de madeira e polpa de algodão têm boa condutividade e suavidade, o que as torna adequadas para o fabrico de vários elementos de aquecimento. No século XXI, os peritos científicos são unânimes em considerar que elementos de aquecimento em fibra de carbono a substituição dos elementos de aquecimento metálicos tornar-se-á uma tendência inevitável.

Tomar tubos de aquecimento por infravermelhos em fibra de carbono de quartzo como exemplo, a estrutura do produto envolve o enrolamento de filamentos de fibra de carbono, a sua cura e a sua selagem em tubos de quartzo. As principais caraterísticas do produto são:

Os elementos de aquecimento de fibra de carbono são materiais pretos puros. Durante o processo de conversão de aquecimento elétrico, a maior parte da luz gerada situa-se na gama de 2,5-13um, com muito pouca luz visível e um baixo fluxo luminoso, resultando numa taxa de conversão de aquecimento elétrico superior a 95%.

A elevada condutividade térmica da fibra de carbono na direção da fibra confere-lhe um excelente desempenho térmico, com uma condutividade térmica 1,6 vezes superior à do cobre puro e 2,7 vezes superior à do alumínio. Por conseguinte, como elemento de aquecimento, apresenta as excelentes caraterísticas de aquecimento rápido e baixo atraso térmico.

O principal modo de transferência de calor da fibra de carbono como tubo de aquecimento durante o funcionamento é a radiação térmica. De acordo com a lei de deslocação de Wien-Gretchen, se o comprimento de onda da luz emitida pelo elemento de aquecimento se situar entre 0,8-40um, quanto mais curto for o comprimento de onda da radiação térmica, mais elevada será a temperatura da superfície do elemento de aquecimento. Mais de 90% dos comprimentos de onda produzidos pelos elementos de aquecimento de fibra de carbono estão localizados na região infravermelha do comprimento de onda da radiação térmica de 2,5-13um, resultando numa taxa de conversão de aquecimento elétrico superior a 90%. O efeito de poupança de energia é muito significativo.

Os tubos de aquecimento de fibra de carbono não necessitam de um balastro para se acenderem e não há impacto da corrente de impulso durante o arranque, simplificando a fonte de alimentação e o circuito de proteção, prolongando assim a vida útil das fontes de alimentação e dos aparelhos eléctricos relacionados.

O modo de emissão de energia dos elementos de aquecimento de fibra de carbono é principalmente a radiação infravermelha distante, com uma eficiência de radiação infravermelha distante de mais de 70%. Depois de serem energizados, os elementos de aquecimento de fibra de carbono irradiam calor infravermelho que pode aquecer materiais, com um comprimento de onda de radiação infravermelha de 2,3-14um. Esta gama de raios infravermelhos distantes é designada por "luz da vida", representando mais de 80% do comprimento de onda total.

Após serem energizados, os elementos de aquecimento de fibra de carbono produzem principalmente raios infravermelhos distantes com muito pouca luz visível, sem poluição luminosa e sem irritação ocular ou cutânea. Não há radiação ultravioleta ou produção de gases nocivos, nem radiação de alta frequência (apenas radiação infravermelha distante), nem micro-ondas ou ondas electromagnéticas. Têm também a capacidade de absorver ondas de luz nocivas.

Os fios de aquecimento dos tubos de aquecimento de fibra de carbono são selados dentro de tubos de quartzo, permitindo a sua utilização em ambientes de trabalho especiais, como temperaturas elevadas e ambientes corrosivos. O tubo externo dos tubos de aquecimento de quartzo de fibra de carbono é feito de vidro de quartzo, que é um excelente material resistente a ácidos, sendo 30 vezes mais resistente a ácidos do que a cerâmica resistente a ácidos e mais de 100 vezes mais resistente a ácidos do que o aço inoxidável.

A principal desvantagem é que a aparência exterior é feita de tubos de quartzotornando-os relativamente frágeis em comparação com os tubos de aquecimento de aço inoxidável.

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