Podczerwień: Rodzaje wymiany ciepła

Rodzaje wymiany ciepła

Istnieją trzy główne metody wymiany ciepła: przewodzenie, konwekcja i promieniowanie.

Ciepło przewodzące bezpośredni transfer ciepła między dwoma ciałami fizycznymi / właściwościami.

Symbol „k” jest miarą tego, jak dobrze różne substancje przenoszą ciepło. Ilość ciepła, którą można przenieść przez powierzchnię, zależy od różnicy temperatur, pola powierzchni, przewodności cieplnej materiału i grubości materiału.

Ciepło konwekcyjne transfer następuje przez ruch płynów (cieczy i gazów). Gdy płyn się nagrzewa, rozszerza się i zmniejsza gęstość. Prąd konwekcyjny powstaje, gdy ciepły płyn unosi się, a chłodny płyn tonie. Energia cieplna (ciepło) jest przenoszona przez cząsteczki w tych przepływających prądach z jednego miejsca do drugiego. Konwekcja może być konwekcją swobodną z wykorzystaniem otaczającego płynu (cieczy lub gazu) lub konwekcją wymuszoną, gdy używana jest pompa lub wentylator.

Ciepło konwekcyjne zależy również od powierzchni. Jeśli powierzchnia kontaktu z płynem zostanie zwiększona, również wzrośnie szybkość wymiany ciepła. Właśnie dlatego prawie wszystkie urządzenia konwekcyjne mają żeberka dla wydajnej pracy i dostawy.

Promieniowanie cieplne przenoszenie jest bezkontaktowe i dlatego nie wymaga medium do przenoszenia ciepła. Promieniowanie to przenoszenie ciepła przez fale elektromagnetyczne (w tym światło) wytwarzane przez obiekty ze względu na ich temperaturę. Im wyższa temperatura obiektu, tym większe promieniowanie cieplne ono emituje. Promieniowanie przenosi ciepło występuje, gdy emitowane promieniowanie uderza w inne ciało i jest absorbowane.

Kluczowe zasady ogrzewania na podczerwień i wymiany ciepła

Jak już wspomniano, promieniowanie podczerwone jest falą elektromagnetyczną, która nie wymaga medium do przenoszenia ciepła. Podczerwień (po łacinie „czerwony”) to promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie długości fal 0.78 μm i 1000 μm (1 mm). Promieniowanie krótszych fal jest bardziej energetyczne i zawiera więcej energii cieplnej. Poniższy schemat pokazuje zależność między długością fali a częstotliwością:

Promieniowanie podczerwone wykorzystuje fale elektromagnetyczne poruszające się z prędkością światła.
Promieniowanie cieplne jest emitowany przez dowolną materię o temperaturze powyżej 0 K (-273.15 ° C).
Ciepło promieniujące transfer następuje, gdy emitowane fale elektromagnetyczne są absorbowane.

Emisja promieniowania

Teoretycznie promieniowanie IR może emitować we wszystkich kierunkach. Dlatego emitery podczerwieni muszą być zaprojektowane i wykonane w celu przestrzegania zasad „linii widzenia” lub współczynnika widzenia. Zasady współczynnika widoku (Vf) są kalibrowane od 0 do 1, określając ilość energii promieniowania emitowanej ze źródła trafiającego w ciało docelowe. Współczynnik widzenia jest bliższy 1, więc użycie reflektorów lub reemiterów może poprawić współczynnik widzenia.

Absorpcja promieniowania

Wszystkie emisje w podczerwieni są odbijane, absorbowane lub transmitowane. Pomiędzy tymi trzema czynnikami istnieje prosta i arytmetyczna zależność, która wynosi 1 lub 100%. Całość ta nazywana jest ciałem czarnym - wyidealizowaną istotą fizyczną, która pochłania całe promieniowanie elektromagnetyczne.

Całkowite promieniowanie = odbicie + absorpcja + transmisja

 

Stosowanie tych informacji

Ceramicx dokłada szczególnej staranności, aby zrozumieć kryteria emisji potrzebne do skutecznego ogrzewania materiału. Aby materiał dokładnie pochłaniał promieniowanie, nawet najmniejsze parametry wpływają na ten proces. Aby dowiedzieć się więcej o zastosowaniach zaprojektowanych i wyprodukowanych przez Ceramicx, zobacz nasze studia przypadków klientów.