Infrardeče ogrevanje iz ogljikovih vlaken: Vročevodno vlakno: načela in uporaba

Včeraj popoldne smo poslali 15 ogrevalne cevi iz ogljikovih vlaken, vsak je dolg 1,8 metra, njegova specifikacija je 380 V in 2000 W. Ta dolžina je razmeroma dolga. Danes bom nadaljeval s predstavitvijo načela ogrevanja grelnih cevi iz ogljikovih vlaken in razpravljal o panogah, v katerih se predvsem uporabljajo. Delil bom nekaj študij primerov iz različnih panog, iz katerih se lahko vsi učijo.

Osnovno znanje o infrardečem sevanju

Najprej se seznanimo z osnovnim znanjem o infrardečem sevanju. To je kratek pregled; podrobna razlaga bi zlahka zapolnila celotno predavanje fizike, zato se skupaj naučimo več.

Postopek ogrevanja ogrevalnih cevi iz ogljikovih vlaken

Ko Ogrevalna cev iz ogljikovih vlaken je pod napetostjo, oddaja oranžno-rdečo svetlobo in hkrati proizvaja infrardeče sevanje, ki segreva okoliške predmete. Temperatura površine grelne cevi lahko preseže 500 °C. Postopek segrevanja združuje tri običajne načine prenosa toplote: toplotno prevodnost, toplotno konvekcijo in toplotno sevanje, pri čemer je toplotno sevanje glavni način. V nadaljevanju bom predstavil te tri načine prenosa toplote.

Toplotna prevodnost

Toplotna prevodnost se nanaša na proces, pri katerem se toplota prenaša z dela predmeta z višjo temperaturo na del predmeta z nižjo temperaturo. Toplotna prevodnost se pojavlja v trdnih snoveh, tekočinah in plinih, vendar je strogo gledano čista toplotna prevodnost le v trdnih snoveh. Tudi v mirujočih tekočinah se zaradi razlike v gostoti, ki jo povzroči temperaturni gradient, pojavlja naravna konvekcija, kar pomeni, da se v tekočinah toplotna konvekcija in toplotna prevodnost pojavljata hkrati. Pogost primer iz vsakdanjega življenja je segrevanje enega konca železne palice nad ognjem in občutek, da se drugi konec segreje - to je toplotna prevodnost. Drug primer je ročaj lopatice, ki se med kuhanjem segreje, kar je prav tako oblika toplotne prevodnosti.

Toplotna konvekcija

Toplotna konvekcija, znan tudi kot konvekcijski prenos toplote, je proces prenosa toplote, ki ga povzroča relativno gibanje delcev v tekočini. Ta način prenosa toplote lahko poteka le v tekočinah (plinih in tekočinah) in ga vedno spremlja prevodnost, ki jo povzroča gibanje molekul tekočine.

Toplotno konvekcijo lahko na splošno razdelimo na dve vrsti:

• Po srednjem mediju: Plinska in tekočinska konvekcija, pri čemer je plinska konvekcija bolj očitna kot tekočinska.
• Po vzroku: Naravna konvekcija, ki jo povzročajo zgolj razlike v gostoti med vročim in hladnim delom tekočine, ima na splošno nizko stopnjo pretoka. Prisilna konvekcija, ki je posledica delovanja različnih črpalk, ventilatorjev ali drugih zunanjih sil, ima pogosto visok pretok.

Najpogostejši primer toplotne konvekcije v vsakdanjem življenju je vrenje vode.

Toplotno sevanje

Toplotno sevanje se nanaša na pojav, ko predmet zaradi svoje temperature oddaja elektromagnetno valovanje. Vsak predmet s temperaturo nad absolutno ničlo lahko oddaja toplotno sevanje, in višja kot je temperatura, večja je celotna oddana energija. Spekter toplotnega sevanja je zvezen in teoretično zajema valovne dolžine od 0 do ∞. Večina toplotnega sevanja se prenaša z daljšimi valovnimi dolžinami v vidni svetlobi in infrardečem spektru.

Pri nižjih temperaturah sevanje poteka predvsem v nevidnem infrardečem območju. Ko temperatura doseže 300 °C, je najmočnejša valovna dolžina toplotnega sevanja v infrardečem območju. Ko je temperatura med 500 °C in 800 °C, se najmočnejša komponenta valovne dolžine premakne na področje vidne svetlobe.

Energija, ki jo površina odda (ali absorbira) v enoti časa in na enoti površine, je povezana z naravo in temperaturo površine. Temnejša in bolj groba je površina, večja je njena sposobnost oddajanja (ali absorpcije) energije. Vsi predmeti oddajajo energijo v okolico v obliki elektromagnetnega valovanja. Ko ti valovi na svoji poti širjenja naletijo na predmet, vzbudijo mikroskopske delce v predmetu, zaradi česar se ta segreje.

Toploto lahko občutimo tudi na majhni razdalji od plamena - to je posledica infrardečega sevanja, ki nam daje občutek toplote. Najpogostejša uporaba toplotnega sevanja je sedenje ob ognju, medtem ko na primer grelnik rok uporablja drugačen način prenosa toplote in ga ne smemo zamenjevati. Infrardeče sevanje, ki ga oddajajo grelne cevi iz ogljikovih vlaken, je v istem pasu valovnih dolžin kot sevanje gorečih plamenov, od 2,0 do 15 mikronov.

Materiali, kot so hrana, tekstil, barve in pridelki, najlažje absorbirajo to območje valovnih dolžin. Ko so ti materiali izpostavljeni infrardečemu sevanju, ki ga oddajajo grelne cevi iz ogljikovih vlaken, absorbirajo sevanje in ga pretvorijo v toploto ter tako zvišajo temperaturo materiala in dosežejo učinke sušenja, segrevanja ali utrjevanja. Pri segrevanju z infrardečim sevanjem snov, ki se segreva, učinkoviteje absorbira sevanje zaradi resonance med absorpcijskim pasom materiala in valovno dolžino infrardečega sevanja. To povečuje absorpcijo infrardeče toplote, hitro povečuje temperaturo in izboljšuje učinkovitost ogrevanja, kar posledično povečuje učinkovitost proizvodnje.

Uporaba v avtomobilski industriji

V procesu proizvodnje avtomobilov, ogrevalne cevi iz ogljikovih vlaken se najpogosteje uporabljajo v lakirnih kabinah, kot je bilo omenjeno v prejšnjih člankih. Zato tukaj ne bom podrobneje opisoval uporabe infrardečih grelnih cevi iz ogljikovih vlaken v kabinah za barvanje.

Uporaba v industriji tiskanja in barvanja tekstilij

V industriji tiskanja in barvanja tekstila so tipični primeri infrardečega ogrevanja oprema, kot so stroji s ploščami, tunelski sušilni stroji in mobilni sušilni stroji. Ko je grelna cev iz ogljikovih vlaken pod napetostjo, oddaja oranžno-rumeno svetlobo in infrardeče sevanje z valovno dolžino od 2,0 do 15 mikronov. To območje valovnih dolžin ustreza absorpcijskemu pasu številnih tekstilij in v vodi topnih barvil. Pri segrevanju z infrardečim sevanjem tekstil ali barvilo hitro absorbira infrardečo toploto zaradi ujemajoče se valovne dolžine, kar hitro dvigne temperaturo, izboljša učinkovitost segrevanja in poveča učinkovitost proizvodnje.

GlobalQT je vodilni proizvajalec, specializiran za visokokakovostne kvarčne grelne cevi in rešitve. Za več informacij obiščite naše Spletna stran ali nas kontaktirajte na contact@globalquartztube.com.