الأشعة تحت الحمراء: أنواع نقل الحرارة

أنواع نقل الحرارة

هناك ثلاث طرق رئيسية لنقل الحرارة: التوصيل, الحمل الحراري و إشعاع.

الحرارة الموصلة نقل الحرارة مباشرة بين اثنين من الهيئات المادية / الخصائص.

الرمز 'ك' هو مقياس لمدى نقل المواد المختلفة للحرارة. تعتمد كمية الحرارة التي يمكن نقلها من خلال سطح ما على اختلاف درجة الحرارة ، ومساحة السطح ، والتوصيل الحراري للمواد ، وسمك المادة.

حرارة الحمل الحراري يحدث النقل عن طريق حركة السوائل (السوائل والغازات). عندما يسخن السائل فإنه يتوسع وينخفض ​​في الكثافة. يتشكل تيار الحمل الحراري مع ارتفاع السائل الدافئ وأحواض السوائل الباردة. يتم نقل الطاقة الحرارية (الحرارة) بواسطة الجسيمات في هذه التيارات المتحركة من مكان إلى آخر. يمكن أن يكون الحمل الحراري حرًا باستخدام السائل المحيط (سائل أو غاز) أو الحمل القسري عند استخدام مضخة أو مروحة.

تعتمد الحرارة الحرارية أيضًا على مساحة السطح. إذا زاد السطح الملامس للسائل ، فإن معدل انتقال الحرارة يزداد أيضًا. هذا هو السبب في أن جميع أجهزة الحمل الحراري تقريبًا بها زعانف للتشغيل والتسليم بكفاءة.

الحرارة الإشعاعية النقل هو عدم الاتصال ، وبالتالي لا يتطلب أي وسيلة لنقل الحرارة. الإشعاع هو انتقال الحرارة بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية (بما في ذلك الضوء) التي تنتجها الأجسام بسبب درجة حرارتها. كلما ارتفعت درجة حرارة الجسم ، زاد الإشعاع الحراري الذي تنبعث منه. يحدث انتقال الحرارة المشع عندما يضرب الإشعاع المنبعث جسمًا آخر ويتم امتصاصه.

المبادئ الرئيسية للتسخين بالأشعة تحت الحمراء ونقل الحرارة

كما ذكرنا بالفعل ، فإن الأشعة تحت الحمراء هي موجة كهرومغناطيسية لا تتطلب وسيطًا لنقل الحرارة. الأشعة تحت الحمراء ('أقل من الأحمر' في اللاتينية) هي الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الطول الموجي من 0.78 μm و 1000 μm (1 mm). إشعاع الأطوال الموجية الأقصر أكثر حيوية ويحتوي على طاقة حرارية أكثر. يوضح الرسم البياني أدناه العلاقة بين الطول الموجي والتردد:

الأشعة تحت الحمراء يستخدم الموجات الكهرومغناطيسية التي تسير بسرعة الضوء.
الإشعاع الحراري ينبعث من أي مسألة مع درجة حرارة أعلى من 0 K (-273.15 ° C).
الحرارة الإشعاعية يحدث النقل عندما يتم امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة.

انبعاث الإشعاع

من الناحية النظرية ، يمكن أن تنبعث الأشعة تحت الحمراء في جميع الاتجاهات. لذلك ، يجب تصميم بواعث الأشعة تحت الحمراء وصنعها من أجل اتباع "خط الأفق" أو عرض مبادئ العوامل. تتم معايرة مبادئ عامل العرض (Vf) من 0 إلى 1 لتحديد كمية الطاقة المشعة المنبعثة من المصدر الذي يصيب الجسم الهدف. يكون عامل العرض أقرب إلى 1 ، وبالتالي فإن استخدام العاكسات ، أو بواعث الانبعاثات ، يمكن أن يحسن عامل العرض.

امتصاص الإشعاع

تنعكس جميع انبعاثات الأشعة تحت الحمراء أو تمتصها أو تنتقل. هناك علاقة حسابية بسيطة بين هذه العوامل الثلاثة والتي يبلغ مجموعها 1 أو 100٪. يُطلق على هذا المجموع اسم الجسم الأسود - كيان مادي مثالي يمتص كل الإشعاع الكهرومغناطيسي.

مجموع الإشعاع = انعكاس + امتصاص + انتقال

 

تطبيق هذه المعلومات

يهتم سيراميككس بشكل خاص بفهم معايير الانبعاث اللازمة لتسخين مادة ما بشكل فعال. لكي تمتص المادة الإشعاع تمامًا حتى أصغر المعلمات تؤثر على هذه العملية. لمعرفة المزيد حول التطبيقات التي صممتها وصنعت من أجلها Ceramicx ، يرجى الاطلاع على دراسات حالة العملاء.