Инфракрасный нагрев углеродного волокна: Принципы и применение

Вчера днем мы отправили 15 нагревательные трубки из углеродного волокнаКаждый длиной 1,8 м, с характеристиками 380 В и 2000 Вт. Такая длина является относительно большой. Сегодня я продолжу знакомить вас с принципом нагрева углеволоконных нагревательных трубок и обсужу отрасли, в которых они в основном используются. Я поделюсь некоторыми примерами из разных отраслей промышленности, чтобы все могли поучиться.

Базовые знания об инфракрасном излучении

Во-первых, давайте начнем с базовых знаний об инфракрасном излучении. Это краткий обзор; подробное объяснение может легко заполнить целую лекцию по физике, поэтому давайте вместе узнаем больше.

Процесс нагревания трубок из углеродного волокна

Когда нагревательная трубка из углеродного волокна при подаче напряжения излучает оранжево-красный свет и одновременно инфракрасное излучение, которое нагревает окружающие предметы. Температура поверхности нагревательной трубки может превышать 500°C. Процесс нагрева объединяет три распространенных способа передачи тепла: теплопроводность, тепловую конвекцию и тепловое излучение, причем тепловое излучение является основным способом. Ниже я расскажу об этих трех способах передачи тепла.

Теплопроводность

Теплопроводность это процесс, при котором тепло передается от части объекта с более высокой температурой к части объекта с более низкой температурой. Теплопроводность имеет место в твердых телах, жидкостях и газах, но, строго говоря, только в твердых телах она является чистой теплопроводностью. Даже в неподвижных жидкостях возникает естественная конвекция из-за разницы плотности, вызванной градиентом температуры, то есть в жидкостях одновременно происходят тепловая конвекция и теплопроводность. Обычный пример из повседневной жизни - нагревание одного конца железного прута на огне и ощущение того, что другой конец становится горячим - это теплопроводность. Другой пример - ручка лопатки, которая нагревается во время приготовления пищи, что также является одной из форм теплопроводности.

Тепловая конвекция

Тепловая конвекцияКонвективный теплообмен - это процесс теплопередачи, обусловленный относительным движением частиц внутри жидкости. Этот способ передачи тепла может происходить только в жидкостях (газах и жидкостях) и всегда сопровождается проводимостью, вызванной движением молекул жидкости.

Тепловую конвекцию можно разделить на два типа:

• По среднему: Газовая конвекция и жидкостная конвекция, причем газовая конвекция более очевидна, чем жидкостная.
• По причине: Естественная конвекция, вызванная исключительно разницей в плотности горячей и холодной частей жидкости, обычно имеет низкую скорость потока. Принудительная конвекция, вызванная давлением различных насосов, вентиляторов или других внешних сил, часто имеет высокую скорость потока.

Самый распространенный пример тепловой конвекции в повседневной жизни - это кипение воды.

Тепловое излучение

Тепловое излучение относится к явлению, когда объект излучает электромагнитные волны под воздействием своей температуры. Любой объект с температурой выше абсолютного нуля может испускать тепловое излучение, и чем выше температура, тем больше общая излучаемая энергия. Спектр теплового излучения является непрерывным и теоретически охватывает длины волн от 0 до ∞. Большая часть теплового излучения передается через более длинные волны в видимом свете и инфракрасном спектре.

При более низких температурах излучение происходит в основном в невидимой инфракрасной области. Когда температура достигает 300°C, самая сильная длина волны в тепловом излучении попадает в инфракрасную область. При температуре от 500°C до 800°C самая сильная волновая составляющая смещается в область видимого света.

Энергия, излучаемая (или поглощаемая) поверхностью в единицу времени и на единицу площади, зависит от ее природы и температуры. Чем темнее и шероховатее поверхность, тем выше ее способность излучать (или поглощать) энергию. Все объекты излучают энергию в окружающее пространство в виде электромагнитных волн. Когда эти волны встречают объект на пути своего распространения, они возбуждают микроскопические частицы внутри объекта, заставляя его нагреваться.

Даже находясь на расстоянии от пламени, мы чувствуем тепло - это происходит благодаря инфракрасному излучению, которое вызывает ощущение тепла. Чаще всего тепловое излучение используют, сидя у огня, в то время как, например, грелка для рук использует другой способ передачи тепла, и путать их не стоит. Инфракрасное излучение, испускаемое нагревательными трубками из углеродного волокна, находится в том же диапазоне длин волн, что и излучение горящего пламени, - от 2,0 до 15 микрон.

Такие материалы, как продукты питания, текстиль, краски и сельскохозяйственные культуры, легче всего поглощают этот диапазон длин волн. Поэтому, когда эти материалы подвергаются воздействию инфракрасного излучения, испускаемого нагревательными трубками из углеродного волокна, они поглощают излучение и преобразуют его в тепло, повышая температуру материала для достижения эффектов сушки, нагрева или отверждения. При нагреве с помощью инфракрасного излучения нагреваемое вещество поглощает излучение более эффективно благодаря резонансу между полосой поглощения материала и длиной инфракрасной волны. Это обеспечивает максимальное поглощение инфракрасного тепла, быстрое повышение температуры и улучшение эффективности нагрева, что, в свою очередь, повышает эффективность производства.

Применение в автомобильной промышленности

В процессе производства автомобилей, нагревательные трубки из углеродного волокна чаще всего используются в покрасочных камерах, о чем уже говорилось в предыдущих статьях. Поэтому здесь я не буду подробно останавливаться на применении инфракрасных нагревательных трубок из углеродного волокна в покрасочных камерах.

Применение в текстильной печатной и красильной промышленности

В текстильной печатной и красильной промышленности типичными примерами использования инфракрасного нагрева являются такие устройства, как плоскопечатные машины, туннельные сушилки и мобильные сушильные машины. Когда нагревательная трубка из углеродного волокна находится под напряжением, она излучает оранжево-желтый свет и инфракрасное излучение с длиной волны от 2,0 до 15 микрон. Этот диапазон длин волн соответствует полосе поглощения многих текстильных материалов и водорастворимых красителей. При нагревании инфракрасным излучением текстиль или краситель быстро поглощает инфракрасное тепло благодаря совпадающей длине волны, быстро повышая температуру, улучшая эффективность нагрева и повышая эффективность производства.

GlobalQT является ведущим производителем, специализирующимся на высококачественных кварцевые нагревательные трубки и решения. Для получения дополнительной информации посетите наш Веб-сайт или свяжитесь с нами по адресу contact@globalquartztube.com.