Радиатори, инфрачервени нагреватели, инфрачервено лъчение

Инфрачервените излъчватели - устройство за генериране на топлина и я даде околното пространство чрез инфрачервено лъчение.

Използването на радиация за отопление започна с толкова дълго, колкото човек се постави в услуга на огъня. отворена камина с отоплителна инсталация пламък загрява въздуха само с лъчиста топлина. Камина, стари отворен огнище, се отоплява с лъчиста енергия форма.

Електрическа лампа с въглероден нишки, което е изобретен през 1897 г. от Едисон, излъчвана лъчиста енергия. Голяма част от тази топлинна радиация е в инфрачервените лъчи, и произвежда само малка част от видимата светлина. По този начин, електрическа лампа с нажежаема жичка въглерод е добро и лошо Радиатор източник на светлина. Чрез подходящо избиране на материал и осигуряване на по-висока температура от нишки, това съотношение е изместен към желания светлина изхода. Първите електрически инфрачервени нагреватели могат да бъдат видени в прилагането на медицински отражатели, специални тръбни нагреватели.

През 1906 англичанин е разработен Varkerom отоплителна система се използва лъчиста енергия, при което като охлаждащото средство се използва гореща вода.

През 30-те години на ХХ век, инфрачервени нагреватели са широко използвани. Инфрачервена радиация се прилага към светлина излъчватели на под формата на лампа с нажежаема жичка и тъмно радиатор от метал или керамика тръба.

През същия период той се появява в Англия предавател работещи с газово гориво, което с помощта на прости горелки пламък затопля керамично тяло, и миришеше топлината си като инфрачервено лъчение.

На настоящия етап, те са разделени на две групи: светли и тъмни радиатори. Светлината емитери малка част от лъчиста топлина влиза в видима светлина региона и се възприема от окото. Топлинно излъчване от тъмното, може да бъде определено с усещане за топлина, без видим спектър на светлината.

инфрачервено излъчване

Откриването на инфрачервени лъчи е направена преди повече от два века. Британски учен Hensel наблюдава особен феномен. Тя се разпространява с помощта на стъклена призма бялата слънчева светлина в цветовете от спектъра.

След това той прекарва термометъра по скалата на цвят дъга, която се образува от призма, и определя, че температурата е значително увеличен. Когато водещият на термометъра поставен извън видимия спектър, температурата се повишава допълнително, и то само след термометъра е напълно изваден извън червения спектър, температурата започва да спада.

От този експеримент, се стига до заключението, че има лъчи, свързани с видима светлина, които имат способността да генерира топлина. Максимална стойност лъчиста лежи отвъд червената част на спектъра. Тези лъчи се наричат ​​инфрачервено лъчение. Благодарение на този опит, стана известно, че от външната страна на спектъра, осезаем за човешкото око, има повече инфрачервено лъчение, което се държи като светлината, т.е. тя ще се разпространява по права линия, може да бъде пречупена, отразено и фокусирани в лъч. Това е инфрачервена топлинна радиация имота за обхвата техническо приложение, и на тази основа са изградени отоплителни уреди.

♦ краткосрочен област: # 955; = 0,74-2,5 микрона;

♦ среда област вълна: # 955; М = 2.5-50;

Максимумът на човешкото тяло топлинна радиация се извършва при дължина на вълната # 955; = 9.37 микрона и топене на лед # 955; = 10.6 микрона.

Значителен напредък в изучаването на инфрачервена топлина радиация бе дадена на работата на Кирхоф, отпечатан през 1859. В тях, той стига до заключението, че тялото, което поглъща лъчите на определена дължина, да могат да излъчват точно същата светлина. Те бяха също беше въведено понятието (черно тяло). Перфектен черно тяло може да се представи под формата на голяма кухина с малка дупка. Целият свят, всички лъчи, които попадат през отвора в кухата камера, отразени по стените, толкова дълго, колкото те не попие напълно. Сажди също има свойството да поглъща инфрачервени лъчи. В тази връзка, той идва много близо до абсолютното черно тяло.

През 1884 г. Болцман представи общия закон на радиация, което даде обяснение на енергията, излъчвана от черното тяло. Този закон Стефан Болцман се посочва, че енергията Е на радиацията, излъчвана от черното тяло се увеличава с T абсолютната температура в четвърта власт:

където # 963; = 5.67 * 10 -5 ерг cm -2 S -1 -4 ° С.

Т - абсолютна температура, която точка нула = - 273,15 градуса.

По този начин, ако температурата на абсолютно черно тяло се удвои, след това разпределена сила се увеличава с 16 пъти.

Стойност даден Болцман се отнася до общия черно тяло радиация.

зависимостта на дължината на вълната на топлинното излъчване, излъчвано от телесната температура бе определен вино през 1893 г. и има следната формула:

където # 955; - е дължината на вълната, при която от излъчваната енергия достигне максималната си стойност.

Трансформиране на горното за идентифициране експресия може да бъде получен, формулата за определяне на дължината на вълната, съответстваща на максималната температура на абсолютно черно тяло радиация нагряване:

Инфрачервен физика радиация

Инфрачервени нагреватели работят в съответствие с принципа на топлинно излъчване на нагретия тялото. Физика възникване на инфрачервено лъчение е тясно свързан с процесите, протичащи в молекулната структура на радиатора. Електроните се въртят около ядрото на атома.

Когато в резултат от някаква външна сила, електроните се свали от своята орбита, те се откажат от енергия по време на движението за завръщане в орбита. Това откат енергия става чрез вътрешния излъчването на електромагнитни вълни. Когато този електрон е засегната външна обвивка, която освобождава топлинно излъчване във видимата светлина, почти ултравиолетови лъчи и инфрачервени лъчи, с абсолютно определени дължини на вълните. Това излъчване на топлина не дава пълния спектър, но само напълно сигурен "цвят".

Вещества, чиито молекули изградени от множество атома, имат свойства колебания движение един спрямо друг или се въртят около обща центъра на тежестта. Тези ефекти са подобрени, когато материалът се нагрява. Когато колебания процеси са разграничени електромагнитна вълна. Нагряване на твърди или течни органи достигне наслояване непрекъснато колебание спектър

Емисията на видимата светлина, която ние възприемаме през очите на различни дължини на вълните от лъчиста топлина. И двамата имат един и същ имот, се разпространява със скоростта на светлината. Но за разлика от видимата светлина, инфрачервени излъчватели, които позволяват топлинното излъчване едновременно нагрява възприема повърхността.

Свойствата на инфрачервено излъчване

Свойствата на материята в инфрачервения са много различни от техните функции, видима светлина.

Предаването на топлина чрез инфрачервени нагреватели. от радиация възниква друг начин, освен чрез конвекция или проводимост. Ако обектът е в потока от горещ газ, който неизбежно изважда, количеството топлина, докато температурата на обекта е под температурата на горещия газ. Напротив, ако инфрачервени излъчватели облъчва обект, това само по себе си не може да се каже, че повърхността на обекта абсорбират тази топлинна радиация. Обект може да отразява, абсорбират или преминават лъчи без загуби. На практика, винаги има три вида пренос на топлина. Облъчени обект поглъща част от лъчението, и отразява част от прескача. Следователно тяло се характеризира чрез абсорбция А, отражение R и пропускливост D. Тези три стойности са в съотношение помежду си:

С помощта на фенерче може да бъде ярко осветяване на обект, като се фокусира върху обекта, съответстваща рефлектор целия свят. По подобен начин, като се използват свойствата на инфрачервено лъчение лъч да се фокусира на определено разстояние, определено топлина или човешкото тяло, без нагряване с въздуха през които преминават лъчи.

Много вещества, които са непрозрачни за видимата светлина, не позволяват инфрачервени лъчи, и обратно. Например, един слой от вода с дебелина няколко сантиметра позволява ясно видими под него индивиди, но е непрозрачен за топлинното излъчване с дължина на вълната по-големи от 1 микрон. В тази област попадат всички процеси, които се основават на изпаряване на тънки слоеве вода. Особено силно сайт абсорбция намира тънки слоеве вода в течно състояние на агрегиране се появят в 2 дължини на вълните; 3; 4.7; и 6.1 микрона.

Ако тялото насочено греди специално дължина на вълната, или може да бъде много отразени лъчи, и след това намалява абсорбцията и пропускливостта на лъчите или греди по-голямата част абсорбира, и по-малка част от случаите преминаването на инфрачервено лъчение. Въздух, например, вещество, в което лъч пропускливостта на приблизително 100%. Материали, от друга страна, не мине на инфрачервени лъчи дори при малка дебелина. В зависимост от свойствата на повърхността и външния вид на метал, усвояването и отражението отнеме значително количество. Шлака, замърсяване и корозия върху металната повърхност значително увеличаване на възможността за абсорбция. По същия начин, възприема различно матови греди, полирани или анодизирани метали. Полиран алуминий ясно отразява инфрачервени лъчи. Способност отражение също зависи от металната повърхност, а възможността за абсорбция и проницаемост са решени дебелина на материала и вътрешната структура. С увеличаване на дебелината на намалено преминаване на инфрачервено лъчение, когато материалът е хомогенен в нейната структура. Когато хомогенна маса се увеличава способността за усвояване.

При оценката материал си в сравнение с инфрачервени лъчи не може да се ръководи от свойствата на разработване агент в видима светлина. Стъклена плоча преминава само лъчи с дължина от около 2.5 микрона. Топлинно излъчване на дълги вълни силно абсорбира. Ако искате да се нагрява стъклото, е необходимо да се прилагат на предавателя, максималната ширина, която има дължина на вълната от 2,5 микрона. Ако изберете къси вълни предавател, а малка част се абсорбира лъчиста енергия. Ако се прилага голяма дължина на вълната емитер, тогава има общо усвояване на лъчиста енергия в следващите няколко милиметра дебелина на стъклото. За тънки плоски стъкла може да се използва само предавателя дълги вълни. За дебели стъклени тела приложение дълговълнов предавател неприемлив, тъй като има пренапрежение води до унищожаване на стъклото поради лоша топлопроводимост от стъкло.

Имоти лъчиста топлина в процеса на сушене има други функции. Тъй като водата чрез изсушаване в повечето случаи се намира на повърхността на материала, който се суши като тънък слой, и температурни разлики не оказват съществено влияние върху термичната процес. В този случай е важно да се избере подходяща област дължина на вълната. Освен това, необходимо е да се знае, собственост на материал чрез загряване с инфрачервено лъчение.

Тъмни и светли инфрачервени радиатори

Източници на инфрачервеното излъчване се делят на два основни типа: леки - краткосрочни и тъмно - дълги вълни.

Bright излъчващи топлинни източници генерират инфрачервена топлинна радиация, с малка фракция във видимата светлина и за окото. Heat радиация, излъчвана от тъмно инфрачервено лъчение източник може да се възприема само усещане за топлина на кожата на човек, но не и визия. Температурата на повърхността на не повече от 700 градуса (дължина на вълната = 3 микрона и по-големи) е границата между тези два вида. Известен руски печка, използвана за отопление на жилището, е тъмната източник на инфрачервено излъчване на топлина.

Типични източници на светлина са така наречените излъчващ електрически лампа с нажежаема жичка. Само много малка част от емитираните лъчи, около 12% са под видимата област на светлина и изпълнява своята непосредствена цел. Останалата част - е инфрачервена топлина, която отива за отопление.

Bright инфрачервени радиатори

Предимство на радиатора електрическата кварцова тръба се състои във факта, че силика е стабилен на температурни промени.

Недостатъкът на този вид датчик е наличието в спектъра на инфрачервено лъчение трудно и много малко механична якост.

Тъмните инфрачервени нагреватели

Електрически тъмни дълговълнови инфрачервени нагреватели, в сравнение със светлина значително по-практично. Те излъчват инфрачервена топлина не е метална проводник, който минава ток, и метала около него. Това е за керамика, метал или изкуствен материал, при което подредени електрически спиралата е защитено термично стабилна изолационен материал. Работна температура от 400 - 600 градуса е нормално за тях. Чрез рефлектори извършени от посоката на нагретия обект инфрачервени лъчи. Тъмните дълговълнови инфрачервени нагреватели обикновено са много устойчиви на механично напрежение и излъчват меко дълговълнова инфрачервена радиация. Отоплението е желателно да се провеждат такива нагреватели с ниски тавани. Ефективност тъмно преобразувател е в рамките на 90%.

Недостатък на тъмните електрически инфрачервени радиатори е зависимостта на температурата на повърхността и ефективността на лъчиста енергия от местоположението емитер, тъй хладен въздух потоци може незащитена повърхност на последния и по този начин да намалят ефективността на инфрачервения устройството като цяло.