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红外加热原理

 

什么是红外辐射加热?
热传递有三种基本方式:传导,对流和辐射。传导就是两个有温差的物体相互接触时,热量从高温的物体传递给低温的物体;典型的例子就是热板加热。对流是指不同温度的流体相互扩散,融合而达到热能传递;最典型的例子就是热水对冷水的混合加热。我们最常见的热风炉实际上是对流和传导的混合体。热的空气被风机带到炉体里,使炉体的温度达到设定的温度,这个过程是对流;然后热的空气通过接触被加热物体表面传递热量,这个过程就是传导。传导和对流的共同点就是需要物体的接触,或者热源与被加热物直接接触,或者通过空气等介质把热源的能量传递给被加热物。能量传递速度较慢,能量密度有限。
而辐射的热传递方式是完全不同的,它是通过红外线光来传递能量的。太阳传递到地球上的热能就是通过红外线来实现的。它有如下两个基本特点:

1. 红外线辐射热传递不需要介质。也就是非接触式传热。由于光是电磁波,电磁波的传播是不需要介质的,在真空中也可以传播。热源发出的红外光照射到被加热物表面,被表面的分子吸收,引起分子的振动能级的升高,提高温度。

2. 红外加热的能量密度很大。红外线携带的能量跟它的波长有关,也和红外光源的单位面积的功率有关,最高可以达到1000kw/m2。实用意义上的红外功率密度可以达到200kw/m2,一般的红外加热炉设计在10-40kw/m2 都是很容易的事。而600℃的热风在10m/s的速度下也不过40kw/m2的能量。

 

红外加热技术的优势有哪些?

基于如上阐述的热传递方式的区别,利用红外线辐射的工业加热技术有很多的特点及优势:

1、红外加热的速度很快。由于红外光的能量直接被物质分子吸收,而红外线的能量密度又很大,物体表面的温度很快就会提高。这个速度远远高于传导和对流的速度。后者需要分子碰撞,通过动能和势能的转换来一级一级的传递。

2、红外加热是表面加热。如上所述,红外辐射对物体表面的加热非常迅速,所以会出现物体表面和内部的较大温差。对于想对物体表面迅速加热的目的来说,这是非常大的优势,因为这不会引起材料本体温度的较大变化。节省能量,同时也不会对物流本体的湿度,化学特性,应力等等产生大的影响。但是它也有缺点,就是光照不均,或者有阴影的情况,会引起温差。这时要通过技术手段来弥补。

3、红外加热有一定的穿透性。红外线光子可以穿过物体表面达到一定深度,在此深度内的分子吸收红外光时,由内到外的同时进行加热。这相对于传导和对流来说有很大的优势,不仅加热速度快,也很大程度上避免表面封闭而起皮起泡的现象。

4、红外加热有选择性。电磁波谱的红外谱段用来加热的范围可以被分为短波(0.8um - 1.4um),中波(1.5um - 3.5um)和长波(3.5-10um)。不同的材料的红外吸收的波段不同,加热效率也不同。不同波长的红外线的穿透能力也有区别。所以可以根据材料的特性,厚度,加热目的等来选择使用的红外线灯管的种类,数量,等来做最优化的设计。

5、红外线辐射器的个性化设计。红外线辐射器可以做很多不同的个性化设计,根据加热的需求来改变形状、大小、功率、波长等来满足加热的目的。

6、红外加热的空间和时间选择性及智能控制:通过优化设计的红外线辐射器,空间结构和系统控制,红外线可以实现在需要的时间,需要的地点,达到需要的温度,温度梯度。这种灵活的结构设计,快速的反应使得智能控制和系统配套成为可能。

 

为什么选择石英玻璃作为红外加热管?

红外加热管的灯管材料选择并不是任意的,必须采用红外线透过率极强的特种材料,这种材料能够在1000℃以上持续稳定地工作,并且具有较好的耐腐蚀性。

石英灯管的优势

•  高机械强度和韧性;
•  化学稳定性;
•  高功率密度;
•  方便的接线方式;
•  长度可达3.5米。


为什么选择镀金反射层?

为了更好地将加热器辐射的能量传导和聚集在被加热材料上,莱维红外辐射器在石英管外壁添加了镀金反射涂层(金涂层),大大的增强了红外线的透射率和热效应。

金反射层可以使93%的红外光定向辐射,提高红外加热效率。


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