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來(lái)自：連云港市安美特照明電器廠 發(fā)布日期：2013/7/2 瀏覽統(tǒng)計(jì)：4454 |
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工業(yè)用紅外加熱，在我國(guó)已有近30年歷史，主要是電紅外加熱。絕大多數(shù)用于表面涂裝行業(yè)的加熱和固化。傳統(tǒng)的加熱工藝，都是在額定的溫度下持續(xù)15—30min，加熱爐的長(zhǎng)度大部分比較長(zhǎng)，而且存在著熱效率低，能耗高，維修和管理不方便等問(wèn)題。應(yīng)用高紅外加熱技術(shù)，僅用50%—70%的裝機(jī)功率（熱風(fēng)或遠(yuǎn)紅外加熱），固化時(shí)間可縮短至30—180s，加熱爐的長(zhǎng)度僅為傳統(tǒng)的1/5—1/10，綜合節(jié)約資源及能源70%以上，重新改寫(xiě)了傳統(tǒng)的加熱固化工藝，堪稱(chēng)涂裝固化的一次革命。
二、高紅外簡(jiǎn)介
高紅外可以解釋為高強(qiáng)度、高能量、高密度的紅外輻射。其熱源的功率密度達(dá)15—25W/Cm²，因此，它有高能量的輸出，紅外輻射能達(dá)86%以上，而且，熱源在接通電源3—6秒，即可達(dá)到最大的輻射能輸出狀態(tài)，熱響應(yīng)快是前所未有的。
高紅外包括三種熱響應(yīng)：
1700——2200℃ 短波快速響應(yīng)
600——800℃ 中波中等響應(yīng)
600℃以下 長(zhǎng)波和緩反應(yīng)
以上可以看出，高紅外提供了短波、中波、長(zhǎng)波的輻射能量，因此又可稱(chēng)為全波段紅外輻射。
三、高紅外快速加熱機(jī)理
1、高紅外快速加熱機(jī)理
首先，從紅外加熱機(jī)理來(lái)分析，紅外加熱或稱(chēng)之為輻射加熱是指能量的傳遞是以電磁波的形式和光的速度來(lái)進(jìn)行的，不需要任何介質(zhì)，因而傳遞速度比其它加熱方式為迅速。在電磁波中有可見(jiàn)光、X—射線、無(wú)線電波和Y射線，圖1所示為電磁輻射光譜及波長(zhǎng)。
Y射線X—射線紫外線可見(jiàn)光紅外線無(wú)線電波
短波 中波 長(zhǎng)波
遠(yuǎn)紅外加熱已被人們所熟悉，早在70年代，日本學(xué)者細(xì)川秀克提出了遠(yuǎn)紅外加熱的匹配吸收理論，這是自1873年英國(guó)人發(fā)現(xiàn)了熱線即紅外線以來(lái)首次上升到理論上來(lái)，在紅外加熱領(lǐng)域引起了極大的震動(dòng)，時(shí)至今日，很多人仍局限在匹配輻射與匹配吸收單一追求上。所謂匹配吸收是指發(fā)射體的光譜與吸收體的光譜相一致。從而達(dá)到最大程度的吸收，此時(shí)加熱效率最高。這一理論的提出，對(duì)紅外加熱技術(shù)的發(fā)展起到了一定的推進(jìn)作用。傳統(tǒng)的匹配吸收（或是遠(yuǎn)紅外講的匹配吸收），主要是指波長(zhǎng)匹配，從波長(zhǎng)匹配來(lái)講，遠(yuǎn)紅外認(rèn)為：可見(jiàn)光愈少，其匹配吸收愈好，但此時(shí)加熱元件的溫度較低，輻射能量較弱，雖然波長(zhǎng)匹配，但加熱效果并不理想。
通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)，熱交換形式不外乎三種——傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。在連續(xù)生產(chǎn)的工業(yè)流水線窯爐內(nèi)，熱源體和工件相互接觸傳導(dǎo)換熱幾乎不可能，對(duì)流傳熱是靠加熱空氣利用空氣的熱量來(lái)加熱工件，這樣熱效率低浪費(fèi)能源，又易造成灰塵對(duì)工件的污染，高紅外技術(shù)是直接將能量以輻射的形式來(lái)加熱工件，因此具有較高的熱效率。
此外，熱量的傳遞是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞的，溫差愈大，傳遞速度愈快，我們從高紅外、遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)三種方式熱源溫度加以分析。
高紅外加熱熱源體溫度：2200℃
遠(yuǎn)紅外加熱熱源體溫度：1000℃
熱風(fēng)熱源體溫度：200℃
工件溫度：20℃
由此可以看出高紅外加熱，熱源體與工件的溫度梯度較大，其傳遞速度更迅速。而熱風(fēng)加熱接近工藝溫度時(shí)，熱傳遞將急劇下降。
從傳熱學(xué)得知任何輻射元件都是以?xún)煞N方式提供能量，即對(duì)流能和輻射能，從物理學(xué)定律得知，輻射能與加熱元件的溫度四次方成正比，若想獲得較高的輻射能，元件的溫度愈高愈好，而高紅外元件熱源體的溫度達(dá)2200℃，元件自身的輻射能大于86%，因而可以提供高強(qiáng)度輻射能量。
2、二次紅外發(fā)射機(jī)理
加熱元件背面的反射罩將起到二次反射的作用，對(duì)于管狀紅外加熱元件，背面加裝反射罩是必要的，傳統(tǒng)的反射罩材料通常采用鋁或不銹鋼，由于粉塵污染，鋁反射罩使用一段時(shí)間后失去了反射的效果，加熱效率明顯降低（不銹鋼亦如此）。對(duì)此我們采用了陶瓷纖維反射裝置。陶瓷纖維導(dǎo)熱率低（類(lèi)似于巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)），而紅外吸收率高（吸收率=發(fā)射率），將加熱元件背面所發(fā)射的輻射能吸收后再定向輻射到加熱物體上，形成二次紅外發(fā)射。反射罩溫度達(dá)500℃以上時(shí)，有害氣體將被燒掉。
采用高紅外元件和陶瓷反射罩組成的加熱系統(tǒng)，鎢絲短波發(fā)射溫度2200℃，石英加熱管發(fā)射溫度為800℃的中波范圍，陶瓷反射板為600℃發(fā)射的長(zhǎng)波，在此溫度，反射罩可以自潔。
所以該加熱系統(tǒng)具有短波、中波、長(zhǎng)波全波段紅外輻射，因而與被加熱物體實(shí)現(xiàn)全波段的匹配吸收，使加熱和固化的時(shí)間極大地縮短。
3、高紅外快速加熱質(zhì)量
高紅外屬全波段紅外輻射加熱。其中，具有高能量的短波粒子，可以輕易穿透幾十微米厚的涂層，直達(dá)基體，使基體表面首先升溫，與涂飾物產(chǎn)生很好的潤(rùn)濕融合作用，達(dá)到牢固結(jié)合。少量經(jīng)與基體碰撞漫反射回來(lái)的粒子，已不具備再次沖出涂層的能量，被貼近基體的涂層所吸收。中波粒子能量更低，只能使涂層淺表面受熱。由于三種粒子具有的能量為E短＞E中＞E長(zhǎng)，所以整個(gè)涂層的溫升和固化，都是由內(nèi)向外，由里及表逐次進(jìn)行的。這樣就有效的避免了由于加熱方法不當(dāng)，引起涂層表面先受熱，半交聯(lián)固化，內(nèi)部揮發(fā)物沖破表皮，產(chǎn)生針孔、魚(yú)眼、桔皮等現(xiàn)象。從而確保涂飾質(zhì)量。
4、遠(yuǎn)紅外匹配的缺憾
物質(zhì)由分子組成，不同溫度下的分子有不同的振動(dòng)狀態(tài)和振動(dòng)能級(jí)。常溫下，分子幾乎都呈基態(tài)，因此各種物質(zhì)都有自己固有的振動(dòng)吸收光譜——基頻吸收光譜。此時(shí)相對(duì)基頻吸收搞匹配輻射使物質(zhì)升溫，是正確的，有效的。但除基頻吸收外，物質(zhì)還有和頻吸收、差頻吸收、倍頻吸收、組頻吸收……。雖與基頻比相對(duì)較弱，但如全部不預(yù)考慮，無(wú)疑也是一大損失。且受熱后的分子振動(dòng)模式、振動(dòng)狀態(tài)、振動(dòng)能級(jí)都發(fā)生變化，此時(shí)仍投以只與基頻吸收相匹配的輻射，顯然已不再匹配。
另外，基頻吸收屬低振動(dòng)態(tài)的共振吸收，經(jīng)其它模式上轉(zhuǎn)移能量十分困難，只能通過(guò)分子間的相互碰撞來(lái)傳遞。共振傳遞能量歷時(shí)約10 秒，而碰撞傳遞則要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。所以遠(yuǎn)紅外加熱不可能有隨機(jī)匹配，也不可能有較高的加熱速度。
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工商營(yíng)業(yè)執(zhí)照信息公示