Инфракрасный нагрев все чаще используется в технологических процессах для снижения затрат и повышения производительности.
Инфракрасное излучение используется в технологическом нагреве уже более 30 лет, но только недавно оно стало обычным явлением для большинства конструкций печей. Конвекционный нагрев горячим воздухом обычно является самым распространенным решением, и во многих ситуациях он отлично работает. Инфракрасное излучение, однако, открывает новые возможности для оптимизации затрат и процессов нагрева. Компании-производители все чаще используют инфракрасное излучение в системах технологического нагрева, чтобы снизить затраты, увеличить производительность и стать более экологичными.
Итак, что такое инфракрасное излучение? Чтобы понять инфракрасное излучение, вы должны сначала понять, что такое тепло. Тепло - это энергия. Если вспомнить школьную физику, это кинетическая энергия. Вся материя имеет молекулы, и когда они движутся, увеличение молекулярного движения создает электромагнитную энергию. Согласно закону физики, эта электромагнитная энергия излучается из своего источника энергии. Проще говоря, это излучение является инфракрасной энергией.
Конвекция — это воздух, нагретый источником тепла, который циркулирует в печи, а затем молекулы горячего воздуха передают тепло той части, с которой соприкасается воздух.
Самый распространенный способ нагрева деталей — не инфракрасный и не конвекционный. На самом деле это проводимость. Проводимость — это передача энергии через физическое прикосновение. Независимо от того, используете ли вы конвекцию или инфракрасное излучение, обе технологии нагрева также используют теплопроводность для облегчения теплопередачи. Инфракрасное излучение передает энергию через излучение, но обе технологии используют теплопроводность для облегчения теплопередачи.
Это нестандартная конфигурация электрической печи для отжига бутылок.
Применение инфракрасного нагрева
Инфракрасный нагрев — это термический процесс, и инфракрасные печи могут быть рассчитаны практически на любое применение тепла. Для нанесения покрытий инфракрасное излучение часто используется в качестве форсирования, предварительного нагрева или гелеобразования, но это также отличное решение для полного отверждения покрытий. Другими сферами применения инфракрасного нагрева могут быть сушка, обезвоживание, ламинирование, спекание или отжиг.
В зависимости от выполняемого процесса прямая видимость может быть или не быть критической проблемой для процесса инфракрасного нагрева. Даже если это вызывает сомнения, выбор правильной технологии для процесса нагрева может значительно улучшить конечные результаты. Должны приниматься во внимание также скорость линии, геометрия детали и технологический процесс.
Основная причина, по которой инфракрасное излучение является такой прогрессивно растущей технологией, заключается в том, что оно намного быстрее, чем конвекционный нагрев. Кроме того, он экологически чистый.
Еще одна нестандартная конфигурация инфракрасной печи
Электрическое инфракрасное излучение может выполнять некоторые процессы нагрева за считанные секунды. Инфракрасный нагрев может быть в 10 раз быстрее, чем конвекция.
Инфракрасное излучение сокращает время нагрева для многих термических процессов, что может привести к снижению стоимости единицы продукции и незавершенного производства.
Одним из других больших преимуществ использования инфракрасного излучения является возможность контролировать само тепло. Конвекция по своей конструкции представляет собой коробку с горячим воздухом. Все внутри печи — например, воздух, деталь и конвейер — должны достичь заданной рабочей температуры печи. Хорошая конструкция может обеспечить некоторую регулировку температуры с помощью функции понижения температуры, но она имеет медленный отклик и ограниченный контроль.
Инфракрасное излучение, напротив, может обеспечить направленный нагрев и управлять им вплоть до уровня отдельных деталей. Все инфракрасное излучение можно модулировать. В зависимости от типа нагревателя скорость нагрева может различаться от нескольких минут до пары секунд. К примеру, нагрев керамических инфракрасных нагревателей занимает несколько минут, а кварцевые нагреватели выходят на полную мощность за 30 секунд. В то же время галогенные трубчатые излучатели способны нагреться всего за 2-3 секунды.
Создание различных зон нагревателей в печи также позволяет создать различные уровни нагрева в зависимости от того, что требуется для процесса. Нагрев можно регулировать спереди назад, сверху вниз или даже до индивидуального нагревателя. Это позволяет настраивать источник тепла в соответствии с индивидуальными потребностями процесса, что обеспечивает более точный контроль и может повысить эффективность работы. Кроме того, когда детали различаются, уровни тепла нагревательных панелей могут быть увеличены или уменьшены, чтобы обеспечить оптимальную подачу тепла.
Электрическое инфракрасное излучение может выполнять некоторые процессы за секунды и может быть в 10 раз быстрее, чем конвекция. Поскольку для производства инфракрасного излучения не используется ископаемое топливо, электрические инфракрасные системы обычно не нуждаются в вытяжке, что может повлиять на потребность в разрешениях на подачу воздуха.
Линия прямой видимости является общей проблемой при инфракрасном обогреве. По идее, если инфракрасная энергия не может видеть деталь, то да, технически она не может передавать свою энергию через излучение. Однако в действительности проводимость играет огромную роль в минимизации ограничений прямой видимости при технологическом нагреве. Однако чем быстрее процесс, тем меньше времени остается для того, чтобы проводимость сыграла свою роль. Вот почему более высокие температуры лучше контролируются на линии прямой видимости.
Инфракрасные печи, такие как электрическая духовка, позволяют использовать меньше площади. Инфракрасное излучение значительно сокращает время термического процесса, что может привести к снижению стоимости единицы продукции и незавершенного производства.
Имеет ли значение длина волны в инфракрасном диапазоне?
Длина волны часто обсуждается в связи с инфракрасным излучением. Неужели это действительно так важно? Давайте попробуем разобраться.
Длина волны отражается как кривая, а не как ступенчатая функция между типами излучения, как это часто думают. На самом деле, длина волны является лучшим описанием метода построения каждого типа инфракрасного излучения, а не того, как он фактически работает при нагревании. Коротковолновые нагреватели обычно представлены инфракрасными галогенными лампами. Средневолновые чаще всего встречаются в кварцевых нагревателях, а длинноволновые – в керамических излучателях.
На одном конце спектра находится коротковолновое инфракрасное излучение с температурой до 2000°C и мгновенным откликом. Обычно при этом используется галогенная лампа КГТ с вольфрамовым элементом в среде галогенного газа. Когда требуется огромная мощность и контроль, это превосходная технология. Компромисс в том, что это в основном трубчатые нагреватели с хрупкой оболочкой, поэтому они деликатны по своей природе и дороги в эксплуатации.
Более низкий электромагнитный спектр представляет собой электрический средневолновой инфракрасный диапазон. Обычно для генерации инфракрасной энергии используется элемент электрического сопротивления в оболочке из кварцевого стекла. Кварцевые инфракрасные нагреватели могут быть чрезвычайно надежными и ремонтопригодными. Они имеют широкий спектр конструкций и могут быть разработаны для соответствия определенным контурам деталей. Изготовленные на заказ инфракрасные панели позволяют еще больше повысить эффективность печи, поскольку энергия направляется точно на профиль детали.
В длинноволновой части спектра находятся керамические нагреватели. Длинноволновой инфракрасный нагрев, безусловно, является самым дешевым в эксплуатации и является самой безопасной формой тепловой технологии.
В настоящее время компании-производители все чаще используют инфракрасное излучение в своих системах технологического нагрева, чтобы снизить затраты, увеличить производительность и стать более экологичными.
В заключение, инфракрасное излучение представляет собой технологию нагрева, которая при правильном использовании может значительно ускорить применение технологического нагрева, а также улучшить качество и производительность и снизить воздействие на окружающую среду. При рассмотрении применения инфракрасного излучения подумайте о работе с опытным производителем, чтобы разработать оптимальную конструкцию. Инфракрасный нагрев лучше всего подходит, когда основными факторами являются контроль, скорость, время нагрева, эксплуатационные расходы или экономия пространства.
