Таблица 4.1

Области применения инфракрасного нагрева

Тип Производства, объект, изделие

Облучаемый материал или покрытие

Назначение инфракрасного нагрева, вид процесса

Автомобили, самолеты, троллейбусы и другие транспортные машины, их узлы и детали

Электродвигатели, электрокабели, электропровода, железо трансформаторное

Телевизионная техника

Стекольная промышленность

Бетонные изделия

Строительство зданий и сооружений

Различные изделия и вещества

Детали машин из металлов и сплавов

Различные изделия на стадии формования

Трубы и вентали, цистерны для масел, жиров, нефтепродуктов,

Кузовы, ковши экскаваторов, транспортеры, всевозможные механизмы машин

Летательные аппараты и устройства

Поверхности, покрытые красками, лаками, грунтами, эмалями

Пропитки, лаковые и другие покрытия

Стекло телевизионных трубок

Электроконтактные вводы через стекло баллонов

Пластикатная пленка многослойных стекол

Тонкостенные и кругло-пустотные панели .

Стены, панели, штукатурка, известь, мел, цемент, Краски

Металлы, тугоплавкие материалы (огнеупоры), окислы и другае материалы и их покрытия

Валы, оси, тяга, рычаги, шестерни и т. д.

Любые материалы и их покрытия, в том числе тугоплавкие

Масла, жиры, нефтепродукты

Смерзающиеся грузы, жидкости и смазки

Аэродинамические поверхности аппаратов и устройств или их модели

Сушка, полимеризация

Размягчение, снятое механических напряжений'

Нагрев стекла для прокладки и герметизации вводов

Размягчение пленки, склеивание стекла

Нагрев с пропаркой при изготовлении

Сушка, упрочнение, дезинфекция. Высокотемпературная художественная цветовая отделка стен лучистым потоком высокой интенсивности

Нагрев для стимулирования химических реакций и физических структурных процессов

Плавление, испарение, ионизация

Зонная закалка, локальный отжиг

Зонная плавка, оплавление, получение окислов, выращивание кристаллов

Разогрев, очистка емкостей от остатков груза

Предупреждение обледенения, смерзания грузов и механизмов

Программное облучение для имитации и исследования аэродинамического нагрева

продолжение табл. 4.1

Тип производства, объект, изделие

Облучаемый материал или покрытие

Назначение инфракрасного нагрева, вид процесса

Всевозможные исследуемые вещества.

Древесина

Литейное производство, керамика

Резиновая промышленность

Изделия нз плексигласа, капрона, нейлона, перлона

Картон, бумага, фотоматериалы

Текстиль

Печать, типография

Кожевенное производство, обувная промышленность

Пищевая промышленность

Виноделие

Пленки, ленты на основе полимеров

Физиологая, медицина, биология

Здания и сооружения промышленного и другого назначения

Всевозможные материалы, вещества, изделия, устройства

Различные материалы н их покрытия

Доски, плиты, фанера, детали

Гипсовые формы, керамические отливки, поверхности тонкой керамики, фарфор, цветные оттиски, глазурь

Каучук в листах

Плексиглас в листах, капрон, нейлон, перлон в любом виде

В листах

Ткань, пряжа, нити, их окраска и пропитка. Покрытие ткгней материалами на основе смол, полихлорвинила и других материалов

Бумага, ткань, краски текста и рисунков матрицы, клише, клеи Листы, обувь и другие изделия из кожи. Окраска обуви, склеивание поверхности

Всевозможные продукты питания растительного и животного происхождения

Вина, ликеры

Лента магнитофонная, изоляционная, клейкая, оберточная и др. Кожные покровы, лекарства, семена растений

Общественные и другие помещения

Отдельные участки поверхности, пробы материала

Спектральный анализ состава и структуры вещества. Получение исходных данных для расчета воздействия лучистого потока на вещество Сушка, стимулирование склеивания

Эффективная ускоренная сушка, запекание, отжиг

Ускоренная вулканизация

Размягчение для обработки и штамповки. Упрочнение материала

Сушка, активирование склеивания

Сушка, поточное приваривание покрытий и наполнителей

Сушка, ускоренное склеивание

Сушка материала и окраски при ограниченном прогреве материала, активирование пленки клея Сушка, сублимация выпечка, пастеризация, копчение, бланшировка и т. п.

Ускоренное старение

Сушка, полимеризация, сварка

Направленное стимулирование биологических процессов

Временное и постоянное отопление

Ускоренный контроль влажности материала

денсации, запекания, закалки и других физико-химических процессов в веществе;

размячение материала для улучщения его свойств на время мехавиче-ской обработки;

стимулирование биологических процессов; плавление, испарение и ионизация вещества.

Для достижения высоких результатов в применении инфракрасных приборов нагрева, сущки и других назначений необходимо эффективно использовать особенности инфракрасной техники при передаче лучистой энергии различным материалам и их покрытиям. . ч

Генерация инфракрасного излучения и его направление на заданную поверхность является сравнительно несложной технической задачей. Глубина проникновения инфракрасных лучей вглубь вещества зависит от их длины волны, рода вещества и состояния его поверхности. Для большинства покрытий материалов, подлежащих сушке, более 85% лучистой энергии в спектре излучения генераторов проникает на глубину не менее 30 мкм от поверхности. Парогазовая и воздушная среда на пути инфракрасных лучей от генератора к облучаемой поверхности практически не влияет на пропускание лучистого потока и в инженерных расчетах не учитывается. Так, пары органических растворителей при концентрациях насыщения, на порядок превышающих наибольшие концентрациипо условиям безопасности, пропускают через слой толщиной 0,5 м не менее 80% энергии инфракрасного излучения.

Приборы инфракрасного нагрева позволяют управлять в процессе работы режимом излучения, мощностью и спектральным составом лучистого потока, благодаря чему они успешно конкурируют с другими устройствами для промышленного нагрева. Температура облучаемой поверхности обрабатываемого материала, определяемая его родом и целью нагрева, должна обеспечиваться соответствующим нагревательным прибором, в связи с чем различают:

приборы для сушки и низкотемпературного нагрева - сушильные камеры;

приборы для термической обработки - оптические печи; гелиоприборы - солнечные печи.

Области применения инфракрасного нагрева приведены в табл. 4.1.

2. ИЗЛУЧАТЕЛИ

Излучатель представляет собой технический источник инфракрасного излучения, используемого в приборах нагрева, сушки и термической обработки. Различают следующие типы излучателей: ламповые инфракрасные излучатели (зеркальные сушильные лампы); дуговые газоразрядные лампы высокого и сверхвысокого давления; дуговые лампы; электрические излучатели с кварцевыми оболочками и с керамическими оболочками; трубчатые излучатели в металлических оболочках; электрические излучатели в металлических оболочках с открытыми неметаллическими (карборундовые и угольные) и с открытыми металлическими телами накала; газовые инфракрасные излучатели (с керамическими и. металлическими подогревными -элементами и с излучательными сетками).

Ламповые инфракрасные излучатели отличаются от обычных ламп накаливания увеличением доли потока, испускаемого в инфракрасной области, и уменьшением - в видимой области, а также сосредоточением потока излучения в заданном телесном угле. В связи с этим они имеют более низкую (на несколько сотен градусов) температуру тела накала и снабжены отражателями. Чаще всего применяют внутренний отражатель в виде слоя алюминия, нанесенного испарением в вакууме на внутреннюю поверхность стекла колбы в ее тыльной части.

Типовые зеркальные сушильные лампы накаливания (ЗС) имеют длину колбы 267 мм, диаметр 180 мм, высоту цветового центра 108 мм, температуру вольфрамовой нити 2200° С, алюминиевый отражатель параболоидной формы - на внутренней поверхности стекла колбы (стекло простое). В зоне