Υπέρυθρες: Τύποι μεταφοράς θερμότητας

Τύποι μεταφοράς θερμότητας

Υπάρχουν τρεις βασικές μέθοδοι μεταφοράς θερμότητας: μεταβίβαση, μεταγωγή και ακτινοβολία.

Αγωγιμότητα θερμότητας μια άμεση μεταφορά θερμότητας μεταξύ δύο φυσικών σωμάτων / ιδιοτήτων.

Το σύμβολο 'κ' είναι ένα μέτρο για το πόσο καλά οι διάφορες ουσίες μεταδίδουν θερμότητα. Η ποσότητα θερμότητας που μπορεί να μεταφερθεί μέσω μιας επιφάνειας εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας, την επιφάνεια, την θερμική αγωγιμότητα του υλικού και το πάχος του υλικού.

Convective heat η μεταφορά πραγματοποιείται με την κίνηση υγρών (υγρών και αερίων). Όταν ένα ρευστό θερμαίνεται επεκτείνεται και μειώνεται η πυκνότητα. Ένα ρεύμα μεταφοράς μετατρέπεται σε θερμό ρευστό και ψύχει τους δρομείς. Η θερμική ενέργεια (θερμότητα) μεταφέρεται από τα σωματίδια σε αυτά τα κινούμενα ρεύματα από τη μια θέση στην άλλη. Η μεταφορά μπορεί να είναι ελεύθερη μεταφορά χρησιμοποιώντας το περιβάλλον υγρό (υγρό ή αέριο) ή εξαναγκασμένη μεταφορά όταν χρησιμοποιείται αντλία ή ανεμιστήρας.

Η θερμότητα της μεταφοράς επίσης εξαρτάται από την επιφάνεια. Αν η επιφάνεια που έρχεται σε επαφή με το ρευστό είναι αυξημένη, ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας επίσης αυξάνεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο σχεδόν όλες οι συσκευές μεταφοράς έχουν πτερύγια για αποτελεσματική λειτουργία και παράδοση.

Θερμοκρασία ακτινοβολίας η μεταφορά δεν είναι επαφή και συνεπώς δεν απαιτεί μέσο για τη μεταφορά θερμότητας. Η ακτινοβολία είναι μεταφορά θερμότητας από ηλεκτρομαγνητικά κύματα (συμπεριλαμβανομένου του φωτός) που παράγονται από αντικείμενα λόγω της θερμοκρασίας τους. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία ενός αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμική ακτινοβολία που εκπέμπει. Η ακτινοβολία μεταφοράς θερμότητας συμβαίνει όταν η εκπεμπόμενη ακτινοβολία χτυπά ένα άλλο σώμα και απορροφάται.

Οι βασικές αρχές της θέρμανσης και της μεταφοράς θερμότητας

Όπως έχουμε ήδη αναφέρει, η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που δεν απαιτεί μέσο μετάδοσης θερμότητας. Η υπέρυθρη ακτινοβολία («κάτω από το κόκκινο» στα Λατινικά) είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην περιοχή μήκους κύματος 0.78 μm και 1000 μm (1 mm). Η ακτινοβολία των βραχύτερων μηκών κύματος είναι πιο ενεργητική και περιέχει περισσότερη θερμική ενέργεια. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας:

Υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός.
Θερμική ακτινοβολία εκπέμπεται από οποιαδήποτε ύλη με θερμοκρασία άνω του 0 K (-273.15 ° C).
Ακτινοβολούμενη θερμότητα η μεταφορά λαμβάνει χώρα όταν απορροφηθούν τα εκπεμπόμενα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Εκπομπή ακτινοβολίας

Θεωρητικά, η ακτινοβολία IR μπορεί να εκπέμπει σε όλες τις κατευθύνσεις. Επομένως, οι υπέρυθροιι εκπομποί πρέπει να σχεδιάζονται και να κατασκευάζονται ώστε να ακολουθούν τις αρχές της οπτικής επαφής ή των παραγόντων προβολής. Οι αρχές του παράγοντα προβολής (Vf) βαθμονομούνται από το 0 στο 1 ορίζοντας την ποσότητα της ακτινοβολούμενης ενέργειας που εκπέμπεται από την πηγή που χτυπά το σώμα στόχου. Ο παράγοντας προβολής προσεγγίζει καλύτερα το 1, οπότε η χρήση ανακλαστήρων ή εκπομπότερων μπορεί να βελτιώσει τον παράγοντα προβολής.

Απορρόφηση ακτινοβολίας

Όλες οι υπέρυθρες εκπομπές αντανακλούνται, απορροφώνται ή μεταδίδονται. Υπάρχει μια απλή και αριθμητική σχέση μεταξύ αυτών των τριών παραγόντων που ανέρχεται συνολικά στο 1 ή 100%. Αυτό το σύνολο ονομάζεται μαύρο σώμα - μια εξιδανικευμένη φυσική οντότητα που απορροφά όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Συνολική ακτινοβολία = Αντανάκλαση + Απορρόφηση + Μετάδοση

 

Εφαρμογή αυτών των πληροφοριών

Το Ceramicx μεριμνά ιδιαίτερα ώστε να κατανοήσει τα κριτήρια εκπομπής που απαιτούνται για να θερμανθεί αποτελεσματικά ένα υλικό. Για ένα υλικό που απορροφά διεξοδικά την ακτινοβολία, ακόμη και οι μικρότερες παράμετροι επηρεάζουν αυτήν τη διαδικασία. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις εφαρμογές που έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί από το Ceramicx, ανατρέξτε στο μελέτες περιπτώσεων πελατών.