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采用红外线加热是否有效,主要取决于被加热物体的吸收程度

2019-09-29

工业加热与干燥的方法很多,自能源危机以来,世界各国为提高能源使用效率与发展能源多元化,纷纷研发各种节约与替代能源技术,其中辐射加热干燥由于方法的特殊性,被证实为最有效率的加热与干燥技术之一,而被广泛地用于取代传统的热风式加热与干燥系统。辐射加热与干燥包括红外线、紫外线、微波/射频、电子束与雷射等,其中红外线加热干燥是利用电磁辐射热传原理,以直接方式传热而达到加热干燥物体的目的,从而避免加热热传媒体导致的能量损失,有益能源节约,同时红外线因有产生容易,可控性良妤等特质,而有加热迅速、干燥时间短、生产力提高,产品品质改进及设备空间节省等优点。

红外线的波长区间大致为0.75nm至1000nm,因其波长位于红色光波长(0.6nm至0.75nm左右)外而得名。在低于2000℃的常规工业热工范围内,红外线是最主要的热射线。人们有时将红外线又划分为「近红外」、「中红外」、「远红外」等若干小区间,所谓的远、中、近,是指其在电磁波谱中距红色光的相对距离远近而言。

采用红外线加热是否有效,主要取决于被加热物体的吸收程度,吸收率越高,红外线辐射效果就越好。而吸收率取决于被加热物质的类别、表面状态、红外线辐射源的波长等。物质反射的辐射能量与入射能量的比值叫反射率,不同材料和不同表面状况的反射率各不相同。物质透过的辐射能量与入射能量的比值叫穿透率,穿透率随材料的性质及厚度不同而变化。不同材料的有效穿透范围也不一样。通常把非透明材料的穿透率看作零。一般金属晶体十分细密,透过表面的电磁辐射能在很短的距离内迅速衰减,因此热辐射对金属的穿透深度在微米数量级上。而非金属材料分子结构不很细密,在常温下不同非金属物质各自具有特殊振动频率,因此当入射的电磁波到达界面时,电磁波很少被反射,较易穿过界面进入表层,有些激起共振变为热量,有些不能激起共振的则受到折射、散射和反射作用。由于实际物体都不是单一结构的单纯物质,故有些未被表层吸收的辐射波,在深入过程中还会被其它物质的共振而不同程度地加以吸收。只有在穿过全部厚度时,未破吸收的那部分辐射能量才能透过。因此非金属的穿透深度比金属的要高。

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