Что такое инфракрасное излучение научным обоснованием

Что такое инфракрасное излучение научным обоснованием

Раскрытая суть: что такое инфракрасное излучение, показывает гибкую эффективную форму технологического нагрева. Таковая успешно адаптируется к существующим или новым производственным линиям. Используемое при этом оборудование, как правило, экономически выгодное. Установка питается энергией традиционно используемой электрической сети. Технология безопасна, технически чистая, считается эффективным способом нагрева различных материалов и продуктов, включая обогрев людей, растений, животных.

Технология инфракрасного излучения научно

Под научным термином инфракрасное излучение скрывается прямая форма нагрева. Если сравнивать с формой конвекционного нагрева, здесь передача энергии к цели исключает нагревание промежуточной воздушной среды. Переданная энергия поглощается непосредственно поверхностью целевого материала с последующим преобразованием в тепло.

Инфракрасные обогреватели производят тепловую энергию дальнего красного диапазона электромагнитного спектра. Чтобы максимизировать эффективность и действенность, частоту инфракрасной длины волны требуется «настроить» на характеристики поглощения целевого материала. Настройка излучателя достигается путём выбора соответствующего диапазона длин волн:

  • короткие,
  • средние,
  • длинные.

Что такое инфракрасное излучение и нагрев с использованием диэлектрика (микроволновой или радиочастотной энергии) в плане различия технологий? Разница тут очевидна: методы диэлектрического нагрева дают проникновение в сердцевину продукта. Однако инфракрасное излучение нагревает только поверхность. Проникновение вглубь не превышает значений 0-5 мм.

Большинство существующих современных материалов характеризуются хорошими поглотителями такого рода энергии. Исключение составляют лишь качественно отполированные поверхности металлов. Такие обычно применяются в качестве отражателей волн с целью повышения эффективности инфракрасных излучателей.

Электрический инфракрасный технологический нагрев

Количество энергии, поглощаемой целевым материалом, находится в прямой зависимости от трёх факторов:

  1. Абсолютная температура инфракрасного излучателя (длина волны излучения).
  2. Способность целевого продукта поглощать энергию (коэффициент поглощения).
  3. Геометрические особенности материалов излучателя и цели (угол направления лучей).

Что такое инфракрасное излучение в плане бесконтактного нагрева? Здесь технология видится оптимальной с переменной потребностью в нагреве. Коротковолновый и средневолновый нагрев отключается практически мгновенно. Достаточно прекратить подачу электрической энергии на аппарат.

С тем же успехом выполняется подача тепла к объекту. Такого типа обогреватели демонстрируют высокую степень эффективности. Фактически 95% подводимой к аппарату электрической энергии передаётся в виде тепла целевому материалу.

Что такое инфракрасное излучение научным обоснованием + керамические панели
Керамические панели — излучатели волн инфракрасного спектра — широко используются для производственных нужд промышленных предприятий разного назначения

Однако чтобы получить такой процент эффективности действия оборудование следует располагать как можно ближе к целевому материалу, а угол падения лучей должен составлять 90 градусов. Для поддержания высокой эффективности оборудование необходимо держать чистым и сухим.

Что такое инфракрасное излучение высокотемпературное для индустрии? Ответ прост: это один из лучших вариантов нагрева продукта до требуемой температуры 1100°C. Индустриальные примеры здесь включают:

  • сушка и отверждение красок,
  • удаление влаги и массовый нагрев,
  • отжиг и термообработка.

Кроме всего прочего, такого типа нагревание успешно используется в производстве продуктов питания. Отличительной особенностью от других форм нагрева здесь является тот момент, что такое инфракрасное излучение не требует циркуляции воздуха для передачи тепла целевому материалу.

Соответственно, снижается вероятность загрязнения целевого материала взвешенными частицами воздушной среды. Также показательным примером является сушка краски, когда значительно снижается риск загрязнения поверхности по мере высыхания.

Что такое инфракрасное излучение техническими особенностями?

Основные характеристики технологии видятся формой электромагнитного излучения, находящейся между видимым светом и микроволновым диапазоном спектра. Научно определено: длина волны инфракрасного диапазона варьируется в пределах 0,76-1000 микрометров. Диапазон делится на короткие, средние, длинные волны.

Такая энергия поглощается, передаётся, отражается любым объектом, на который направлена. Ключевым фактором, определяющим эффективность подобного рода обогревателя, является коэффициент излучения целевого продукта и непосредственно обогревателя.

Поверхности, обладающие высоким коэффициентом, излучают и поглощают большую часть инфракрасной энергии на рабочей длине волны. Поверхности, обладающие низким коэффициентом, отражают и не поглощают большую часть энергии на рабочей длине волны. Поэтому материалы с низким коэффициентом излучения выступают отражателями в схемах обогревателей.

Что такое инфракрасное излучение научным обоснованием + нагреватели
Керамический нагреватель в работе на примере установки промышленного производства

Внешние параболические и эллиптические отражатели традиционно используют для повышения эффективности оборудования. Рефлекторы нередко делаются определённой формы с целью концентрации нагрева на определённых участках целевого материала. Как правило, отражатели повышают эффективность систем практически на 30%.

Если параболические отражатели создают сфокусированный пучок энергии, плоские отражатели рассеивают тепло. Дополнительным фактором, имеющим решающее значение для количества излучаемой или поглощаемой энергии, является разница абсолютной температуры между излучателем и целью.

Диапазон интенсивностей энергии и температур, доступных для различных обогревательных систем, позволяет подобрать конкретный тип излучателя применительно к характеристикам поглощения целевых материалов.

Таблицы диапазона интенсивностей энергии и температур

  1. Коротковолновый диапазон.
Аппарат КПД, % Тр,°C Тц,°C Реакция P, кВт/м2 Тсс, час.
Галоген 86-95 2000 300 Момент. 10 3000
Кварц 61-95 2200 600-800 Быстро 300 5 – 100 тыс.
  1. Средневолновый диапазон
Кварц 61 1050 500 Быстро 50-70 5-10 тыс.
Кремнезём 650 450 Медленно 25 годы
Металл 56-88 750 400 Медленно 40 годы
  1. Длинноволновый диапазон
Pyrex 350 250 Медленно 15 годы
Керамика 96 300-700 500 Медленно 40 годы

где: Тр – рабочая температура; Тц – температура нагрева цели; P – мощность; Тсс – срок службы

Коротковолновые лампы и кварцевые трубки оснащаются качественно исполненными отражателями, так как здесь требуется точное направление лучистой энергии от линейных элементов к цели. Нередко кварцевые трубки таких ламп имеют на отражающем покрытии позолоту.

Кварцевые и стеклянные элементы относительно прочны, используются, как правило, в промышленных и коммерческих целях. Благодаря относительно малой массе и высокому коэффициенту излучения, кварцевые инфракрасные обогреватели обеспечивают практически мгновенное нагревание.

Что такое инфракрасное излучение научным обоснованием + кварцевая
Что такое инфракрасное излучение для промышленности? Это, к примеру, вот такая промышленно-производственная линия на основе кварцевых нагревательных элементов

Аппараты средней длины волны обычно представлены кварцевыми, керамическими трубками или металлическими элементами. В зависимости от выбора элемента, средневолновой нагрев вполне действенный, но не настолько мгновенный по времени, как коротковолновый инфракрасный нагрев.

Коротковолновым излучателям достаточно одной-двух секунд времени для достижения оптимального рабочего уровня. Излучателям средних волн требуется до одной минуты времени. Длинные аппараты обеспечивают рабочий нагрев по истечении как минимум 10 минут.

Контроль времени реакции системных излучателей

Аналогичные временные рамки необходимы для возврата оборудования в состояние покоя. Электронными контроллерами обеспечивается необходимое время реакции для переключения от полной мощности до малой.

Преимущества электронного управления:

  • высокая эффективность,
  • качество продукции,
  • низкие производственные потери,
  • снижение риска перегрева,
  • низкие эксплуатационные расходы.

Таблицей выше представлена информация действия инфракрасных излучателей. Эту таблицу, однако, следует использовать только в качестве общего руководства для конкретных требований к технологическому нагреву. По причине широкого спектра выпускаемой аппаратуры перед выбором конкретной системы отопления рекомендуется получить полную информацию и консультацию производителя.


При помощи информации: Heraeus