Принцип нагрева и применение инфракрасного карбонового нагревателя

Карбоновое волокно значительно отличается от привычных материалов для нагревательных элементов, сделанных из металлической проволоки с высоким сопротивлением.
В данной статье мы расскажем о принципе нагрева греющих элементов из углеродного волокна и их основных сферах применения в различных отраслях промышленности, а также поделимся с вами своими знаниями.
В OYATE мы предоставляем выбор различных типов инфракрасных ламп. В нашем ассортименте представлены галогенные и карбоновые инфракрасные лампы рубинового, золотого, матового и прозрачного цветов.
Процесс нагрева карбонового нагревателя
Принцип работы карбонового нагревателя заключается в следующем: при подаче электрического тока на углеродное волокно, используемое в качестве нагревательного элемента, начинает проявляться его уникальное свойство. Элемент начинает светиться в оранжево-красных тонах, излучая при этом инфракрасные волны, которые эффективно нагревают объекты в окружающем пространстве. Температура на поверхности данного нагревательного элемента может достигать значения свыше 500 ℃, обеспечивая интенсивный и быстрый нагрев.
В этом процессе участвуют три ключевых механизма передачи тепла: теплопроводность, обеспечивающая передачу тепла через материал; конвекция, способствующая распределению тепла посредством движения воздушных масс; и инфракрасное излучение, являющееся основным источником нагрева благодаря испусканию инфракрасных лучей.
-
Теплопроводность. Способ передачи тепла от более теплой части объекта к более холодной части называется теплопроводностью. Теплопроводность может иметь место в твердых телах, жидкостях и газах, но, строго говоря, чистая теплопроводность бывает только в твердых телах. Из повседневной жизни можно привести такой пример: если нагреть один конец железного стержня, на другом конце также может ощущаться тепло, что и является теплопроводностью. Кроме того, при жарке овощей ручка лопатки может быть слишком горячей, чтобы ее можно было взять с собой, что также является разновидностью теплопроводности.
-
Тепловая конвекция. Конвекция, также известная как конвективная теплопередача, относится к процессу теплопередачи, вызванному относительным смещением частиц в жидкости. Оно может происходить только в жидких средах (газе и жидкости) и должно сопровождаться теплопроводностью, создаваемой молекулярным движением самой жидкости. Самый распространенный вид тепловой конвекции в быту – при кипячении воды.
-
Тепловое излучение. Явление, когда объект излучает электромагнитные волны из-за своей температуры, известное как тепловое излучение. Все объекты с температурой выше абсолютного нуля могут генерировать тепловое излучение, и чем выше температура, тем больше общая излучаемая энергия. Спектр теплового излучения непрерывен, а диапазон длин волн теоретически может составлять от 0 до ∞. Как правило, тепловое излучение в основном зависит от видимого и инфракрасного света с более длинными волнами.
Когда температура низкая, карбоновый нагревательный элемент в основном излучает невидимый инфракрасный свет. При температуре 300 ℃ самая сильная длина волны теплового излучения приходится на инфракрасную область спектра. Когда температура объекта составляет от 500 ℃ до 800 ℃, самая сильная компонента длины волны теплового излучения находится в области видимого света.

Энергия, излучаемая (или поглощаемая) поверхностью источника излучения в единицу времени и площади, связана со свойствами и температурой поверхности. Чем темнее и шероховатее поверхность, тем сильнее способность излучать (поглощать) энергию. Любой объект излучает энергию в окружающую среду в виде электромагнитных волн. Когда радиационные электромагнитные волны сталкиваются с объектом на пути своего распространения, они стимулируют тепловое движение микроскопических частиц, из которых состоит объект, заставляя его нагреваться и нагреваться.
Мы все еще можем чувствовать тепло на расстоянии от пламени — инфракрасное излучение, которое заставляет нас чувствовать тепло. Пекарский огонь является наиболее распространенным способом использования теплового излучения, но не следует путать способ теплопередачи с согреванием рук. Инфракрасное излучение, излучаемое карбоновой лампой, находится в том же диапазоне длин волн, что и инфракрасное излучение, генерируемое горящим пламенем, с диапазоном длин волн 2,0–15 микрон.
Продукты питания, текстиль, краски, сельскохозяйственные культуры и другие вещества легче всего поглощают ИК волны именно в этом диапазоне. Когда такое инфракрасное излучение, испускаемое нагревательными элементами, достигнет нагреваемой поверхности, оно легче поглощается, что, в свою очередь, преобразует инфракрасную энергию в тепло. Температура вещества повышается и достигается эффект сушки и нагревания. При использовании инфракрасного излучения для нагрева нагретое вещество может максимизировать резонанс благодаря поглощению той же длины волны, что и длина волны инфракрасного излучения, что позволяет веществу поглощать инфракрасное тепло как можно быстрее и повышать температуру, тем самым улучшая тепловой эффект и эффективность производства.
-
Автомобильная промышленность:
Наиболее распространенным оборудованием с нагревательными элементами из углеродного волокна в процессе производства автомобилей является камера обжига краски. -
Полиграфическая промышленность:
Типичными примерами инфракрасного нагрева с карбоновыми лампами являются туннельные сушилки и мобильные сушилки в полиграфической и красильной промышленности. После включения карбоновой лампы она излучает оранжево-желтый свет и излучает инфракрасное излучение с диапазоном длин волн 2,0–15 микрон, что соответствует длине волны инфракрасного излучения, поглощаемой многими тканями и водорастворимыми пигментами. При использовании инфракрасного излучения для нагрева текстильная или пигментная полоса нагревается в том же диапазоне, что и инфракрасная полоса спектра излучения нагревателя, что может максимизировать резонанс и позволить материалу быстро поглощать инфракрасное тепло. Температура быстро повышается, тем самым улучшая эффект нагрева и эффективность производства.
Подводя итог, становится очевидно, что карбоновые нагреватели представляют собой технологию будущего, обеспечивая высокую эффективность отопления при снижении энергопотребления и воздействия на окружающую среду. В нашей компании "Термоэлемент" вы найдете обширный выбор карбоновых ламп, которые не только отвечают современным требованиям качества и безопасности, но и могут быть адаптированы под специфические нужды каждого клиента. Мы готовы разработать и изготовить карбоновые лампы на заказ, обеспечивая вам именно те решения, которые наилучшим образом соответствуют вашим требованиям к мощности и форме. Обращаясь в "Термоэлемент", вы получаете доступ к передовым решениям в области инфракрасного нагрева, подкреплённым высоким уровнем сервиса и клиентоориентированности.