INSTALAII CU RADIAII INFRAROII

Avantaje:randament ridicat < = > randamentul surselor de RI i modalitatea transmiterii energiei ntre surs i corp < = > absorbie redus a radiaiei de atmosferele gazoase;inerie termic redus (temp. de func. < = > 5 min. i vitez mare de cretere a temperaturii);densiti de putere ridicate < = > reducerea duratei procesului de nclzire i a pierderilor termice;nclzire omogen datorit penetrrii RI (limitat la cteva zeci de mm);productivitate ridicat;condiii de curenie i siguran a exploatrii;instalaii de nclzire relativ simple i ieftine, de dimensiuni reduse, permind modificri constructive uor de realizat;reglarea temperaturii se poate face continuu i precis, cu timpi mori redui. APLICAII ALE INSTALAIILOR CU RADIAII INFRAROII

Sursele electrice de RI avantaje fa de sursele neelectrice: varietate mare a surselor, dpdv al puterilor i al domeniilor de lungimi de und;randament general mai ridicat;intrare i ieire din funciune practic instantanee;ntreinere redus;absena poluriietc. APLICAII ALE INSTALAIILOR CU RADIAII INFRAROII

! Toate obiectele calde cele aflate peste temperatura de 0 absolut emit radiaii infraroii.

!! Cu ct un obiect este mai cald cu att emite mai mult energie sub form de radiaii infraroii, micorndu-i lungimea de und a radiaiei din spectrul corespunzator.

Lungimile de und ale diferitelor domenii ale undelor electromagnetice.

UltravioletVizibilBanda infraroiiMicroundeUndescurtemediilungihertzienem 0,38 0,76 2 4 101000

nclzirea cu radiaii infraroiiDomeniul lungimilor de und utilizat pentru nclzirea cu radiaii infraroii este 0,76 10 m i este mprit n trei benzi:RI scurte (A), cu = 0,76 2 m (1,4 m);RI medii (B), cu = 2 4 m (1,4 3 m);RI lungi (C), cu = 4 10 m (3 10 m).nclzirea cu radiaii infraroii i gsete utilizarea n procese care necesit cantiti precise de energie radiant, de obicei cu lungimi de und determinate i care pot fi direcionate spre obiectul de nclzit, evitndu-se astfel nclzirea aerului sau a altor pri din echipament *

Radiaia corpului negru Corpul negru este un corp ipotetic, o surs de radiaii i un absorbant ideal.Factorul de absorbie al corpului negru (=1) nu depinde de compoziia spectral a radiaiei incidente i de temperatura corpului

Luminana total Ld - strlucirea unei surse ntr-o direcie dat este raportul dintre intensitatea sursei, referitoare la acea direcie i aria suprafeei aparent n raport cu aceast direcie Radiana - emisivitatea total psr este fluxul emis n toate direciile (asociat unui punct de pe suprafaa unui corp emitor de radiaii), raportat la unitatea de suprafa.Intensitatea total Id a radiaiei, asociat unei direcii (d) dat, este fluxul radiat, raportat la unitatea de unghi solid, n lungul acestei direcii Emisia radiaiilor

Absorbia radiaiei Iluminarea total sau iradiana total E asociat unui punct de pe suprafaa unui corp receptor de radiaii este fluxul absorbit din toate direciile, raportat la unitatea de arie Relaia ntre iradiana receptorului i luminana sursei

Fluxul termic transmis prin radiaie n regim staionar Factor reciproc de radiaie Fluxul termic emis de un corp de arie A i factor de emisie , aflat, la temperatura T1, n mediul nconjurtor de temperatur T2 (T2

nclzirea cu radiaii infraroiiAlegerea domeniului de RI se bazeaz pe proprietile chimice i fizice care determin spectrul de absorbie n infrarou al produsului, fiind de dorit ca radiaia emis s aib un maxim de emisie pe lungimi de und n zona valorii maxime a factorului spectral de absorbie a 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1,6 3,2 4,8 6,4 8,0 [m]Acordarea caracteristicilor sursei RI (curba 2) cu spectrul de absorbie al produsului (curba 1).12

Surse electrice de radiaii infraroii radiatoare termice ce utilizeaz efectul Joule al curentului electric care parcurge un element rezistiv.Surse de radiaii infraroii scurteSurse de radiaii infraroii mediiSurse de radiaii infraroii lungiReflectoare pentru surse de RI

Surse de radiaii infraroii scurte Lmpile cu incandescen pentru RI (fig.) au filamentul din wolfram nclzit la o temperatur de 2100 2450 K, ceea ce corespunde unei max = 1,2 1,4 m.Lmpile tubulare cu cuar transparent constau dintr-un tub din cuar umplut cu gaz inert (la care poate fi adugat un halogen) n care se afl un filament longitudinal simplu sau dublu spiralat din wolfram nclzit la temperaturi de 1700 3000 K. Lmpile au lungimi de 0,2 2 m i puteri specifice de 13 320 Wcmliniar.RI scurte (A), cu = 0,76 2 m (1,4 m);

Surse de radiaii infraroii scurte

Surse de radiaii infraroii scurte

Sursele din aceast categorie utilizeaz filamente metalice nclzite la temperaturi cuprinse ntre 1000 i 1600 KFilamentele se confecioneaz dinkanthal (67% Fe, 25% Cr, 5% Al, 3% Co)aliaje Ni-Cr etc.numai aproximativ 1% din energia emis aparine spectrului vizibilCategorii de surse de RI medii:radiatoare cu filament deschis;lmpi tubulare din sticl sau cuar opac;panouri radiante;radiatoare tubulare metalice. Surse de radiaii infraroii mediiRI medii (B), cu = 2 4 m (1,4 3 m);

Panourile radiante (fig.):utilizeaz filamente nclzite la 1000 1300 Kputeri de 800 1600 W (1,2 2,5 Wcm2 sau chiar mai mari) Surse de radiaii infraroii medii

Radiatoarele tubulare metalice (fig.)filamentul introdus ntr-o eav din metal refractar (CrNi sau oel refractar, = 8 12 mm) umplut cu un praf (oxid de magneziu) --> bun izolator electric dar bun conductor de cldur.Filamentul lucreaz la 700 900 K (uneori 1100 K) i nclzete prin conducie tubul care emite la o temperatur de 700 K (maxim 800 K) Surse de radiaii infraroii medii

Surse de radiaii infraroii lungi radiatoarele ceramicepanourile radiante din sticl electroconductiv (fig. 4.44)radiatoare ntunecate deoarece nu radiaz n domeniul vizibil.RI lungi (C), cu = 4 10 m (3 10 m).

Reflectoare pentru surse de RI

Reflectoare pentru surse de RI

Construcia instalaiilor de nclzire cu radiaii infraroii Panouri radianteInstalaii de nclzire de tip deschisInstalaii de nclzire de tip nchis

Proiectarea instalaiilor de nclzire cu radiaii infraroii

a 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1,6 3,2 4,8 6,4 8,0 [m]Acordarea caracteristicilor sursei RI (curba 2) cu spectrul de absorbie al produsului (curba 1).12

Reglarea procesului de nclzire poate fi realizat prin:modificarea puterii cuptorului,modificarea timpului de expunere,modificarea distanei dintre surs i produs Reglarea procesului de nclzire

Sisteme de incalzire prin infrarosu

Incalzire convectiva (clasica)Incalzire cu infrarosuSisteme de incalzire prin infrarosu 230 V

APLICAII ALE INSTALAIILOR CU RADIAII INFRAROII

Domeniu de utilizarePutere specific necesar In kW/m2 sau consumul specific de energie in kWh/kgUscarea suprafeei vopsite5-15kW/m2Uscarea hrtiei i cartonului3-20 kW/m2Uscarea materialeleor textile1,4-1,8 kWh/kg ap eliminatUscarea materialeleor ceramice i minerale0,2-0,3 kWh/kgUscarea miezurilor de turntorie0,1-0,25 kWh/kgUscarea produselor agricole0,1 5-0,20 kWh/kgUscarea legumelor i a fructelor0,7-0,2 kWh/kgUscarea fainii si a pastelor ftinoase0,28-0,38 kWh/kgUscarea pielriei i a nclmintei0,7-1 kWh/kgUscarea cauciucului i a materialelor impegnate0,5-0,6 kWh/kgCoacerea pinii i a biscuiilor5-20 kW/m2Prjirea crnii< 40 kW/m2

uscarea, arderea sau polimerizarea straturilor de protecie sau ornamentale depuse pe diferite suporturi:grunduri, vopsele sau emailuri pe metal, lemn, sticl sau hrtie;depuneri pe piele brut sau prelucrat;acoperiri cu PVC sau cauciuc;straturi de teflon pe ustensile casnice; tehnologia componentelor integrate (creteri epitaxiale) etc;deshidratri i uscri pariale:hrtie, textile, forme de turnare, obiecte metalice dup splare i cltire, cerneluri i acuarele, frunze de tutun, produse farmaceutice etc;nclziri diverse:nclzirea materialelor plastice i a sticlei nainte de turnare,nclzirea metalelor pentru diferite tratamente termice,arderea smalului, pasteurizarea i sterilizarea produselor alimentare, sterilizarea ambalajelor. APLICAII ALE INSTALAIILOR CU RADIAII INFRAROII

Efectul radiaiilor infraroii este pur termic (fizic) i, spre deosebire de alte radiaii (ultraviolete, radiaii vizibile cu lungime de und mic etc.) - nu pot iniia direct reacii chimice.Creterea temperaturii determinat de RI poate stimula sau accelera procese cum ar fi oxidarea, polimerizarea etc.

! Chiar i corpul omenesc emite radiaii infraroii n lungimea de unda 9-11 m Pe aceste radiaii se bazeaz aparatele de vedere pe timp de noapte sau cele care creaz imaginea termica a unui obiect sau a unei persoane.

nclzirea cu radiaii infraroii i gsete utilizarea n procese care necesit cantiti precise de energie radiant, de obicei cu lungimi de und determinate i care pot fi direcionate spre obiectul de nclzit, evitndu-se astfel nclzirea aerului sau a altor pri din echipament *