Gwresogydd is-goch
Hanes [ Golygu ]
Mae'r seryddwr Almaenig-Prydeinig , Syr William Herschel, yn cael ei gredydu wrth ddarganfod is - goch yn 1800. Gwnaed offeryn o'r enw sbectromedr i fesur maint pŵer radiant ar wahanol donfedd . Gwnaed yr offeryn hwn o dri darn. Prism oedd y cyntaf i ddal golau haul ac yn uniongyrchol ac yn gwasgaru'r lliwiau i lawr ar fwrdd, roedd yr ail yn banel bach o gardbord gyda slit yn ddigon llydan ar gyfer un lliw yn unig i basio drosto ac, yn olaf, mae tri mercwri-mewn- thermomedrau gwydr. Trwy ei arbrawf, daeth Herschel i'r casgliad bod golau coch yn cael y newid tymheredd uchaf yn y sbectrwm ysgafn , ond ni ddefnyddiwyd gwres is-goch yn gyffredin tan yr Ail Ryfel Byd . Yn ystod yr Ail Ryfel Byd, cafodd gwres is-goch ei ddefnyddio a'i gydnabod yn ehangach. Roedd y prif geisiadau yn y caeau gorffen metel, yn enwedig wrth guro a sychu paent a laciau ar offer milwrol. Defnyddiwyd banciau o fylbiau lamp yn llwyddiannus iawn, ond erbyn y safonau heddiw, roedd y pwysau pŵer yn isel iawn. Roedd y dechneg yn cynnig amseroedd sychu'n gyflymach na ffyrnau convection tanwydd yr amser. Lliniaru pigfeydd cynhyrchu a chyflenwadau milwrol i'r lluoedd arfog. Ar ôl yr Ail Ryfel Byd, parhaodd mabwysiadu technegau gwresogi isgoch ond yn arafach. Yng nghanol y 1950au, dechreuodd y diwydiant cerbydau modur ddiddordeb yn y galluoedd is-goch ar gyfer cywiro paent a defnyddiwyd nifer o dwneli is-goch llinell gynhyrchu. [
Elfennau [ Golygu ]
Y deunydd ffilament mwyaf cyffredin a ddefnyddir ar gyfer gwresogyddion is-goch trydanol yw gwifren twngsten , sy'n cael ei goginio i ddarparu mwy o arwynebedd. Mae dewisiadau tymheredd isel ar gyfer twngsten yn garbon , neu aloion haearn, cromiwm, ac alwminiwm (nod masnach a enw brand Kanthal ). Er bod ffilamentau carbon yn fwy anodd i'w cynhyrchu, maent yn gwresogi i fyny yn llawer cyflymach na gwresogydd tonnau cyffelyb tebyg ar sail ffilament FeCrAl.
Pan fydd golau yn annymunol neu'n angenrheidiol mewn gwresogydd, gwresogyddion radiant is-goch ceramig yw'r dewis a ffafrir. Yn cynnwys 8 medr o wifren gwrthiant aloi wedi'i halogi, maent yn allyrru gwres unffurf ar draws wyneb cyfan y gwresogydd ac mae'r cerameg yn 90% yn amsugno'r ymbelydredd. Gan fod amsugno ac allyriadau yn seiliedig ar yr un achosion corfforol ym mhob corff, mae cerameg yn addas ar gyfer deunydd gwresogyddion is-goch.
Mae gwresogyddion is-goch diwydiannol weithiau'n defnyddio cotio aur ar y tiwb cwarts sy'n adlewyrchu'r ymbelydredd is-goch ac yn ei gyfeirio tuag at y cynnyrch i'w gynhesu. O ganlyniad, mae ymbelydredd isgoch sy'n effeithio ar y cynnyrch bron yn dyblu. Defnyddir aur oherwydd ei wrthwynebiad ocsideiddio a adlewyrchiad IR uchel iawn o tua 95%. [4]
Mathau [ Golygu ]
Mae gwresogyddion is-goch yn cael eu defnyddio'n gyffredin mewn modiwlau is-goch (neu fanciau emiws) sy'n cyfuno sawl gwresogydd i sicrhau ardaloedd gwresogi mwy.
Mae gwresogyddion is-goch fel arfer yn cael eu dosbarthu gan y tonfedd y maent yn ei allyrru:
Mae gwresogyddion is-goch o amgylch is-goch (NIR) neu donau byr yn gweithredu ar dymheredd ffilament uchel uwchlaw 1800 ° C a phan fyddant yn cael eu trefnu mewn cae yn cyrraedd dwyseddau pŵer uchel o rai cannoedd o kW / m 2 . Mae eu tonfedd uchaf yn llawer is na'r sbectrwm amsugno ar gyfer dŵr, gan eu gwneud yn anaddas ar gyfer llawer o geisiadau sychu. Maent yn addas ar gyfer gwresogi silica lle mae angen treiddiad dwfn.
Mae gwresogyddion is-goch tonnau-tonnau a charbon canolig (CIR) yn gweithredu ar dymheredd ffilament o tua 1000 ° C. Maent yn cyrraedd y dwysedd pŵer uchaf o hyd at 60 kW / m 2 (ton canolig) a 150 kW / m 2 (CIR).
Fel arfer, defnyddir allyrwyr is-goch pell (FIR) yn y saunas is - goch pell tymheredd isel iawn. Mae'r rhain yn gyfystyr ag ystod uwch a mwy drud y farchnad o sawna anferth yn unig. Yn hytrach na defnyddio allyrwyr ceramig carbon, cwarts neu watt uchel, sy'n emosáu pelydriad is-goch, gwres a golau is-goch cyfagos a chanolig, mae llawer o allyrwyr is-goch pell yn defnyddio platiau gwydr isel sy'n aros yn oer, ac maent yn dal i allyrru ymbelydredd is-goch o bell. [5]
Mynegir y berthynas rhwng tymheredd a thonfedd y brig gan gyfraith dadleoli Wien .
Elfen Wire Metal [ Golygu ]
Ymddangosodd elfennau gwresogi metel gwreiddiol yn y 1920au. Mae'r elfennau hyn yn cynnwys gwifren a wneir o chromel. Gwneir cromel o nicel a chrome ac fe'i gelwir hefyd yn nichrome . Yna gwnaed y wifren hon mewn troellog ac wedi'i lapio o amgylch corff ceramig. Pan gaiff ei gynhesu i dymheredd uchel, mae'n ffurfio haen amddiffynnol o gromiwm-ocsid sy'n amddiffyn y gwifren rhag llosgi a chorydu, mae hyn hefyd yn achosi'r elfen i glow. [6]
Lampau Gwres [ Golygu ]
Mae lamp gwres yn fwlb golau cynyddol sy'n cael ei ddefnyddio at ddibenion creu gwres. Mae sbectrwm ymbelydredd y corff du sy'n cael ei allyrru gan y lamp yn cael ei symud i gynhyrchu mwy o olau is-goch . Mae llawer o lampau gwres yn cynnwys hidlydd coch i leihau faint o oleuni gweladwy sy'n cael ei ollwng. Mae lampau gwres yn aml yn cynnwys adlewyrchydd mewnol.
Defnyddir lampau gwres yn aml mewn cawod ac ystafelloedd ymolchi i fagwyr cynnes ac mewn mannau bwytai bwyd i gadw bwyd yn gynnes cyn eu gwasanaethu. Fe'u defnyddir yn aml ar gyfer hwsmonaeth anifeiliaid . Mae goleuadau sy'n cael eu defnyddio ar gyfer dofednod yn aml yn cael eu galw'n lampau cludo. Ar wahân i adar ifanc, mae mathau eraill o anifeiliaid sy'n gallu elwa ar lampau gwres yn cynnwys ymlusgiaid , amffibiaid , pryfed , arachnidau , ac ieuenctid rhai mamaliaid .
Fel arfer mae'r socedi a ddefnyddir ar gyfer lampau gwres fel ceramig oherwydd gall socedi plastig doddi neu losgi pan fyddant yn agored i'r gwres gwastraff uchel a gynhyrchir gan y lampau, yn enwedig pan fyddant yn cael eu gweithredu yn y sefyllfa "sylfaen i fyny". Yn gyffredinol, mae metel neu cwfl y lamp yn fetel. Efallai y bydd gwifren gwifren dros y blaen, er mwyn atal cyffwrdd ag arwyneb poeth y bwlb.
Gellir defnyddio bylbiau gwydr cyffredin yn y cartref hefyd fel lampau gwres , ond mae bylbiau coch a glas yn cael eu gwerthu i'w defnyddio mewn lampau llysiau a lampau ymlusgiaid. Mae lampau gwres 250- wat yn cael eu pecynnu'n aml yn y ffactor ffurf "R40" (lamp "adlewyrchydd") gyda sylfaen sgriw canolraddol.
Gellir defnyddio lampau gwres fel triniaeth feddygol i ddarparu gwres sych pan fo triniaethau eraill yn aneffeithiol neu'n anymarferol. [7]
Systemau Gwres Serameg Serameg [ Golygu ]
Defnyddir elfennau gwresogi is-goch ceramig mewn ystod amrywiol o brosesau diwydiannol lle mae angen ymbelydredd is-goch tonnau hir. Mae eu ystod donfedd defnyddiol yn 2-10 μm. Fe'u defnyddir yn aml yn ardal gofal iechyd anifeiliaid anwes / anifeiliaid hefyd. Cynhyrchir y gwresogyddion is-goch ceramig (allyrwyr) â thair wyneb gwyneb sylfaenol: cafn (cromas), fflat, a bwlb neu elfen sgriw Edison ar gyfer gosodiad arferol trwy ddeiliad lamp cerameg E27.
Pell-is-goch [ Golygu ]
Defnyddir y dechnoleg wresogi hon mewn rhai saunas anchod drud. Fe'i darganfyddir hefyd mewn gwresogyddion gofod. Defnyddia'r gwresogyddion hyn allyrwyr ceramig dwysedd isel (fel arfer paneli eithaf mawr) sy'n rhoi allyriad is-goch tonnau hir. Oherwydd bod yr elfennau gwresogi ar dymheredd cymharol isel, nid yw gwresogyddion is-goch yn rhoi allyriadau ac arogleuon o lwch, baw, fformaldehyd, mwgwd gwenwynig rhag cotio paent, ac ati. Mae hyn wedi gwneud y math yma o wresogi gofod yn boblogaidd iawn ymhlith pobl â alergeddau difrifol a sensitifrwydd cemegol lluosog yn Ewrop. Gan nad yw technoleg is-goch pell yn gwresogi aer yr ystafell yn uniongyrchol, mae'n bwysig gwneud y mwyaf o amlygiad arwynebau sydd ar gael, ac yna ailddosbarthu'r cynhesrwydd i ddarparu cynhesrwydd amgylchynol hyd yn oed.
Lampau Gwres y Groth [ Golygu ]
Elfen cwarts clir
Mae lampau halogen yn lampau ysgafn wedi'u llenwi â nwy halogen pwysedd iawn. Caiff y nwy hwn ei gyfuno â swm bach o brom neu ïodin sy'n achosi atomau twngsten i adfywio trwy leihau anweddiad y ffilament. Mae hyn yn arwain at fywyd llawer mwy o lampau halogen na lampau crynswth. Oherwydd bod y lampau halogen pwysau a thymheredd yn cynhyrchu, maent yn gymharol fach ac yn cael eu gwneud allan o wydr cwarts oherwydd bod ganddo bwynt toddi poeth na gwydr safonol. Defnyddiau cyffredin ar gyfer lampau halogen yw gwresogyddion top bwrdd. [8] [9]
Mae elfennau gwresogi is-goch Quartz yn allyrru ynni is-goch tonnau canolig ac maent yn arbennig o effeithiol mewn systemau lle mae angen ymateb gwresogi cyflym. Mae lampau isgoch tubwlaidd mewn bylbiau cwarts yn cynhyrchu ymbelydredd isgoch mewn tonfeddi o 1.5-8 μm. Mae'r filament amgaeedig yn gweithredu tua 2500 K , gan gynhyrchu mwy o ymbelydredd tonfa fyrrach na ffynonellau gwifren agored. Wedi'i ddatblygu yn y 1950au yn General Electric , mae'r lampau hyn yn cynhyrchu tua 100 W / mewn ( 4 W / mm ) a gellir eu cyfuno i radiate 500 wat i bob troedfedd sgwâr ( 5400 W / m 2 ). I gyflawni dwyseddau pŵer hyd yn oed yn uwch, defnyddiwyd lampau halogen . Defnyddir lampau is-goch Quartz mewn adlewyrchwyr sgleiniog iawn i gyfeirio pelydriad mewn patrwm unffurf a chrynodedig.
Defnyddir lampau gwres cwarts mewn prosesu bwyd, prosesu cemegol, sychu paent, a diddymu deunyddiau wedi'u rhewi. Gellir eu defnyddio hefyd ar gyfer gwresogi cysur mewn ardaloedd oer, mewn deoryddion, ac mewn ceisiadau eraill ar gyfer gwresogi, sychu, a phobi. Wrth ddatblygu cerbydau ail-fynediad gofod, defnyddiwyd banciau lampau is-goch cwarts i brofi deunyddiau gwres gwres ar ddwyseddau pŵer yn ogystal â 28 cilowat / troedfedd sgwâr (300 kW / m2). [10]
Mae'r dyluniadau mwyaf cyffredin yn cynnwys naill ai tiwb gwydr cwarts milig-gwyn satin neu chwarts clir gydag elfen sy'n gwrthsefyll trydanol, fel arfer gwifren twngsten , neu coil tenau o aloi haearn cromiwm-alwminiwm. [11] Caiff yr awyr atmosfferig ei dynnu a'i lenwi â nwyon anadweithiol megis nitrogen ac argon wedyn wedi'i selio. Mewn lampau halogen cwarts, mae swm bach o nwy halogen yn cael ei ychwanegu i ymestyn bywyd gweithredol y gwresogydd.
Mae llawer o'r ynni isgroch a gweladwy a ryddheir yn cael ei achosi gan wresogi uniongyrchol y deunydd cwarts , mae 97% o'r is-goch yn cael ei amsugno gan y tiwb gwydr silica cwarts sy'n achosi tymheredd wal y tiwb i gynyddu, mae hyn yn achosi y bond silicon-ocsigen i radiogi pelydrau is-goch pell. [ nodiad angenrheidiol ] Dyluniwyd elfennau gwydr cwarts yn wreiddiol ar gyfer ceisiadau goleuadau, ond pan fydd lamp yn llawn pwer llai na 5% o'r ynni a ollyngir yn y sbectrwm gweledol. [12]
Twngsten Quartz [ Golygu ]
Gwresogydd cwarts
Mae gwresogyddion isgyrn twngsten Quartz yn allyrru ynni tonnau canolig sy'n cyrraedd tymereddau gweithredu hyd at 1500 ° C (ton canolig) a 2600 ° C (ton fer). Maent yn cyrraedd tymheredd gweithredol o fewn eiliadau. Allyriadau tonfedd brig o oddeutu 1.6 μm (is-goch ton canolig) ac 1 μm (is-goch tonnau byr).
Gwresogydd Carbon [ Golygu ]
Gwresogydd Ffibr Carbon
Mae gwresogyddion carbon yn defnyddio elfen wresogi ffibr carbon sy'n gallu cynhyrchu gwres is-goch hir hir, canolig a byr. Mae angen eu nodi'n fanwl gywir ar gyfer y lleoedd sydd i'w gwresogi. [13]
Gas-Fired [ Golygu ]
Mae yna ddau fath sylfaenol o wresogyddion gwydr is-goch.
Dwysedd luminous neu uchel
Gwresogyddion tiwb radiant
Gwresogyddion nwy tiwb radiant a ddefnyddir ar gyfer gwresogi gofod diwydiannol a masnachol llosgi nwy naturiol neu propan i wresogi tiwb emi dur. Mae nwy sy'n pasio trwy falf rheoli yn llifo trwy losgwr cwpan neu fentri . Mae'r nwyon cynnyrch hylosgi yn gwresu'r tiwb emiwr. Wrth i'r tiwb gynhesu, mae egni radiant o'r tiwb yn taro lloriau a gwrthrychau eraill yn yr ardal, gan eu cynhesu. Mae'r math hwn o wresogi yn cynnal cynhesrwydd hyd yn oed pan gyflwynir cyfaint helaeth o aer oer yn sydyn, fel mewn garejis cynnal a chadw. Fodd bynnag, ni allant frwydro yn erbyn drafft oer.
Mae effeithlonrwydd gwresogydd is-goch yn gyfradd o'r holl ynni a ddefnyddir gan y gwresogydd o'i gymharu â faint o ynni is-goch a gynhyrchir. Er y bydd rhywfaint o wres convective bob amser yn cael ei gynhyrchu drwy'r broses, bydd unrhyw gyflwyno cynnig aer ar draws y gwresogydd yn lleihau ei effeithlonrwydd trosi is-goch. Gyda adlewyrchwyr newydd heb ei haddurno, mae gan tiwbiau radiant Effeithlonrwydd Radiant Downward o tua 60%. [Mae'r 40% arall yn cynnwys colledion radiant + convective na ellir eu hadennill i fyny, ac, colledion ffliw.]
Effeithiau Iechyd [ Golygu ]
Yn ychwanegol at beryglon cyffwrdd y bwlb neu'r elfen poeth, gall ymbelydredd is-goch tonnau dwys uchel achosi llosgiadau thermol anuniongyrchol pan fo'r croen yn agored am gyfnod rhy hir neu os yw'r gwresogydd wedi'i leoli'n rhy agos i'r pwnc. Gall unigolion sy'n agored i raddau helaeth o ymbelydredd is-goch (fel chwistrellwyr Gwydr a weldwyr arc) dros gyfnod estynedig o amser ddatblygu darluniad o iris a chryfder y hiwmor dyfrllyd , felly dylid datrys yr amlygiad. [14]
Effeithlonrwydd [ Golygu ]
Mae gwresogyddion is-goch wedi'u gwresogi yn electronig yn ymestyn hyd at 86% o'u mewnbwn fel egni radiant. [15] Mae bron yr holl fewnbwn ynni trydanol yn cael ei drawsnewid yn wres radiant is-goch yn y ffilament ac wedi'i gyfeirio at y cynnyrch [ eglurhad sydd ei angen ] gan adlewyrchwyr. Mae rhywfaint o ynni gwres yn cael ei dynnu o'r elfen wresogi trwy gyfrwng dargludiad neu gyffyrddiad , a allai fod yn ddim colled o gwbl ar gyfer rhai dyluniadau lle mae pob un o'r ynni trydanol yn cael ei ddymuno yn y man gwresogi, neu efallai y bydd yn cael ei ystyried yn golled, mewn sefyllfaoedd lle dim ond y rheiddiadurol mae angen trosglwyddo gwres neu gynhyrchiol.
Ar gyfer ceisiadau ymarferol, mae effeithlonrwydd y gwresogydd is-goch yn dibynnu ar gydweddu'r tonfedd a allyrrir a sbectrwm amsugno'r deunydd i'w gynhesu. Er enghraifft, mae gan y sbectrwm amsugno ar gyfer dŵr ei uchafbwynt o tua 3000 nm . Mae hyn yn golygu bod allyriadau o wresogyddion is-goch tonnau neu garbon canolig yn cael eu hamsugno'n llawer gwell gan liwiau dŵr a dw ^ r nag ymbelydredd is-goch NON neu tonnau byr. Mae'r un peth yn wir am lawer o blastigion fel PVC neu polyethylen. Mae eu amsugno brig oddeutu 3500 nm . Ar y llaw arall, mae rhai metelau'n amsugno yn unig yn ystod y tonnau byr ac yn dangos adlewyrchiad cryf yn y canolig ac yn bell is-goch. Mae hyn yn gwneud dewis gofalus o'r math gwresogydd is-goch cywir sy'n bwysig ar gyfer effeithlonrwydd ynni yn y broses wresogi. [yn ôl y galw ]
Mae elfennau ceramig yn gweithredu yn y tymheredd o 300 i 700 ° C (570 i 1,290 ° F) sy'n cynhyrchu tonnau is-goch yn yr ystod 2000 i 10 000 nm . Mae'r mwyafrif o blastigau a llawer o ddeunyddiau eraill yn amsugno'r gorau o is-goch yn yr ystod hon, sy'n gwneud y gwresogydd ceramig fwyaf addas ar gyfer y dasg hon. [yn ôl y galw ]
Ceisiadau [ Golygu ]
Gwresogydd is-goch ar gyfer coginio dbbb
Gall gwresogyddion IR fodloni amrywiaeth o ofynion gwresogi, gan gynnwys:
Tymereddau hynod o uchel, yn gyfyngedig yn bennaf gan dymheredd uchaf yr emitter
Amser ymateb cyflym, ar orchymyn 1-2 eiliad
Graddiadau tymheredd, yn enwedig ar wefannau deunydd â chyfraniad gwres uchel
Ardal wedi'i gwresogi wedi'i ffocysu yn gymharol â dulliau gwresogi dargludol a chyffrous
Heb fod yn gyswllt, ac felly peidio ag aflonyddu ar y cynnyrch fel dulliau gwresogi cynhwysol neu gyffyrddol
Felly, caiff gwresogyddion IR eu cymhwyso at nifer o ddibenion, gan gynnwys:
Systemau gwresogi
Curing o haenau
Gwres plastig cyn ffurfio
Weldio plastig
Trin gwres a metel
Coginio
Cynhesu anifeiliaid sy'n sugno neu anifeiliaid caeth mewn sŵ neu glinigau milfeddygol
Dosbarthiadau ffitrwydd Yoga poeth i liniaru problemau anadlol sy'n deillio o wresogi convection [16]
