陶瓷加熱圈中運(yùn)用的遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)

在任何加熱裝置中，熱源都以對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)三種形式傳遞給加熱物體。導(dǎo)熱是指物體各部分在沒(méi)有相對(duì)位移或不同物體直接接觸時(shí)，依靠物質(zhì)分子、原子、自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)熱的三種傳熱現(xiàn)象。對(duì)流是一種依靠流體運(yùn)動(dòng)將熱量從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方的現(xiàn)象。

無(wú)論是導(dǎo)熱還是對(duì)流，熱量都必須通過(guò)直接接觸冷熱物體或依靠傳統(tǒng)物質(zhì)作為媒介來(lái)傳遞。然而，熱輻射的機(jī)制完全不同。它依靠物體表面發(fā)射可見(jiàn)和不可見(jiàn)的輻射來(lái)傳遞熱量。輻射加熱傳遞速度快，不通過(guò)任何介質(zhì)，大大降低了傳熱過(guò)程中的損失，從而提高了熱能利用率。

輻射加熱是遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)的重點(diǎn)。當(dāng)遠(yuǎn)紅外線照射到被加熱的物體時(shí)，部分射線被反射回來(lái)，部分射線被穿透。當(dāng)發(fā)射的遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)與被加熱物體的吸收波長(zhǎng)一致時(shí)，大量被加熱物體吸收遠(yuǎn)紅外，使物體內(nèi)的分子和原子產(chǎn)生共振——產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)增加物體的溫度，從而達(dá)到加熱的目的。利用該技術(shù)提高加熱效率，注意輻射匹配很重要。

所謂匹配輻射，是指當(dāng)輻射到物體上的紅外頻率與組成物體的物質(zhì)分子振動(dòng)頻率相同時(shí)，分子會(huì)共振吸收紅外輻射能量，通過(guò)分子間能量的傳遞增加分子內(nèi)能(振動(dòng)能和旋轉(zhuǎn)能)，即分子平均動(dòng)能增加，表現(xiàn)為物體溫度升高。匹配吸收的主要含義是指紅外加熱器發(fā)射的選擇性輻射頻率與加熱物質(zhì)分子本身的振動(dòng)頻率一致，此時(shí)引起的共振吸收是匹配吸收。

匹配吸收對(duì)薄層加熱具有重要意義，如烤漆、塑料加工和某些鹽脫水干燥。加熱厚材料意義不大，因?yàn)檫h(yuǎn)紅外對(duì)一般材料的穿透能力很低，一般只能穿透幾微米到幾毫米之間。即使能量不被表面分子吸收，也會(huì)被物體吸收。在這種情況下，主要是降低反射率，以提高吸收率。

由于烘烤質(zhì)量或加工工藝要求，一些被加熱物質(zhì)希望被加熱物體內(nèi)外同時(shí)加熱，如木材干燥，希望內(nèi)外同時(shí)加熱，避免開(kāi)裂；另一個(gè)例子是，塑料的熔化也要求內(nèi)外同時(shí)加熱，以避免外部溫度過(guò)高和老化。因此，在加熱這些物質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮非匹配吸收，使部分遠(yuǎn)紅外線滲透到體內(nèi)，達(dá)到均勻加熱的目的。