Інфрачервоне опалення з вуглецевого волокна: Принципи та застосування

Вчора вдень ми відправили 15 нагрівальні трубки з вуглецевого волокнакожна довжиною 1,8 метра, з характеристиками 380 В і 2000 Вт. Ця довжина відносно велика. Сьогодні я продовжу представляти принцип нагріву нагрівальних труб з вуглецевого волокна та обговорювати галузі, в яких вони в основному використовуються. Я поділюся деякими тематичними дослідженнями з різних галузей, щоб кожен міг навчитися.

Базові знання про інфрачервоне випромінювання

Для початку давайте почнемо з базових знань про інфрачервоне випромінювання. Це короткий огляд; детальне пояснення могло б легко заповнити цілу лекцію з фізики, тому давайте працювати разом, щоб дізнатися більше.

Процес нагрівання нагрівальних труб з вуглецевого волокна

Коли вночі, коли вранці нагрівальна трубка з вуглецевого волокна під напругою, вона випромінює оранжево-червоне світло і одночасно виробляє інфрачервоне випромінювання, яке нагріває навколишні предмети. Температура поверхні нагрівальної трубки може перевищувати 500°C. Процес нагрівання поєднує в собі три основні способи передачі тепла: теплопровідність, теплову конвекцію та теплове випромінювання, причому основним способом є теплове випромінювання. Нижче я представлю ці три способи передачі тепла.

Теплопровідність

Теплопровідність означає процес, за допомогою якого тепло передається від частини об'єкта з вищою температурою до частини з нижчою температурою вздовж об'єкта. Теплопровідність відбувається в твердих тілах, рідинах і газах, але, строго кажучи, чистою теплопровідністю вона є лише в твердих тілах. Навіть у нерухомих рідинах природна конвекція відбувається через різницю густини, спричинену градієнтом температури, тобто теплова конвекція і теплопровідність відбуваються в рідинах одночасно. Поширеним прикладом у повсякденному житті є нагрівання одного кінця залізного прута над вогнем і відчуття, що інший кінець стає гарячим - це і є теплопровідність. Іншим прикладом є нагрівання ручки лопатки під час приготування їжі, що також є різновидом теплопровідності.

Теплова конвекція

Теплова конвекціяКонвективний теплообмін, також відомий як конвективний теплообмін, - це процес теплопередачі, спричинений відносним рухом частинок у рідині. Цей спосіб теплопередачі може відбуватися тільки в рідинах (газах і рідинах) і завжди супроводжується теплопровідністю, спричиненою рухом молекул рідини.

Теплову конвекцію можна умовно поділити на два типи:

• За носієм: Конвекція газу і конвекція рідини, причому конвекція газу є більш очевидною, ніж конвекція рідини.
• По причині: Природна конвекція, спричинена виключно різницею густини між гарячою і холодною частинами рідини, як правило, має низьку швидкість потоку. Примусова конвекція, спричинена тиском різних насосів, вентиляторів або інших зовнішніх сил, часто має високу швидкість потоку.

Найпоширеніший приклад теплової конвекції в повсякденному житті - це кипіння води.

Теплове випромінювання

Теплове випромінювання відноситься до явища, коли об'єкт випромінює електромагнітні хвилі завдяки своїй температурі. Будь-який об'єкт з температурою вище абсолютного нуля може випромінювати теплове випромінювання, і чим вища температура, тим більша загальна кількість випромінюваної енергії. Спектр теплового випромінювання є безперервним і теоретично охоплює довжини хвиль від 0 до ∞. Більшість теплового випромінювання передається через довші довжини хвиль у видимому та інфрачервоному спектрі.

За нижчих температур випромінювання відбувається переважно в невидимій інфрачервоній області. Коли температура досягає 300°C, найсильніша довжина хвилі в тепловому випромінюванні припадає на інфрачервону область. При температурі від 500°C до 800°C найсильніший компонент випромінювання зміщується в область видимого світла.

Енергія, що випромінюється (або поглинається) поверхнею за одиницю часу та на одиницю площі, залежить від природи та температури поверхні. Чим темніша і шорстка поверхня, тим більша її здатність випромінювати (або поглинати) енергію. Усі об'єкти випромінюють енергію в навколишнє середовище у вигляді електромагнітних хвиль. Коли ці хвилі натрапляють на об'єкт на своєму шляху поширення, вони збуджують мікроскопічні частинки всередині об'єкта, викликаючи його нагрівання.

Навіть на відстані від полум'я ми відчуваємо тепло - це відбувається завдяки інфрачервоному випромінюванню, яке змушує нас відчувати тепло. Найпоширеніше використання теплового випромінювання - це сидіння біля вогню, в той час як, наприклад, грілка для рук використовує інший спосіб передачі тепла, і їх не слід плутати. Інфрачервоне випромінювання, яке випускають нагрівальні трубки з вуглецевого волокна, знаходиться в тому ж діапазоні довжин хвиль, що й у полум'я - від 2,0 до 15 мікрон.

Такі матеріали, як продукти харчування, текстиль, фарби та сільськогосподарські культури, найлегше поглинають цей діапазон довжин хвиль. Тому, коли ці матеріали піддаються впливу інфрачервоного випромінювання, випромінюваного карбоновими нагрівальними трубками, вони поглинають випромінювання і перетворюють його в тепло, підвищуючи температуру матеріалу для досягнення ефекту сушіння, нагрівання або затвердіння. При нагріванні інфрачервоним випромінюванням речовина, що нагрівається, поглинає випромінювання більш ефективно завдяки резонансу між смугою поглинання матеріалу і довжиною інфрачервоної хвилі. Це максимізує поглинання інфрачервоного тепла, швидко підвищуючи температуру і покращуючи ефективність нагріву, що, в свою чергу, підвищує ефективність виробництва.

Застосування в автомобільній промисловості

У процесі виробництва автомобілів, нагрівальні трубки з вуглецевого волокна найчастіше використовуються в фарбувальних камерах, як згадувалося в попередніх статтях. Тому я не буду детально зупинятися на застосуванні інфрачервоних нагрівальних трубок з вуглецевого волокна в фарбувальних камерах.

Застосування в поліграфічній та фарбувальній промисловості

У текстильній поліграфічній та фарбувальній промисловості типові приклади інфрачервоного нагріву - планшетні машини, тунельні сушарки та пересувні сушильні машини. Коли на нагрівальну трубку з вуглецевого волокна подається напруга, вона випромінює оранжево-жовте світло та інфрачервоне випромінювання з діапазоном довжин хвиль від 2,0 до 15 мікрон. Цей діапазон довжин хвиль збігається зі смугою поглинання багатьох текстильних матеріалів і водорозчинних барвників. При нагріванні інфрачервоним випромінюванням текстиль або барвник швидко поглинає інфрачервоне тепло завдяки відповідній довжині хвилі, швидко підвищуючи температуру, покращуючи ефективність нагріву та підвищуючи ефективність виробництва.

GlobalQT - провідний виробник, що спеціалізується на високоякісних кварцові нагрівальні трубки та рішення. Для отримання додаткової інформації відвідайте наш веб-сайт або зв'яжіться з нами за адресою contact@globalquartztube.com.