摘要：综述了红外加热元件的发展、优势及原理，分析.doc

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1、红外线烤灯干燥原理一、引言从1939年美国福特公司首次将红外灯用于漆膜固化至今，已经有近70年的历程。在近70年里，红外加热装置在不断完善，并在烤漆房中逐渐普及。现在采用红外与对流复合加热或是单采用红外加热已经成为一种趋势。红外烘干不仅仅在涂装业，还在纺织、食品加工、木材、农产品、海产品等各行业广泛应用。二、红外加热30年的发展历程第一阶段、红外加热浪潮（1973—1983年）1973—1983年，世界各国都在本土大力推荐红外或远红外加热技术，日本、苏联、美国、西欧先后以文件、计划形式推广，中国尤甚，以国发［42号］文件推广远红外。当时远红外加热被誉为“划时代”的节能技术，国家推出

2、推广资金,大搞群众运动，从1978—1983年，用远红外改造和新建的烘干炉、脱水炉、固化炉达280万kW,全国各地报道均有30%以上的节能效果。第二阶段：红外加热的发展（1983—1993年）及理论深化研究伴随着红外“匹配吸收”理论、辐射传热理论、热传递动力学理论的深入研究，红外加热获得了极大的发展空间。匹配吸收是红外加热节能的理论基础。匹配吸收针对薄制品有明显的节能效果，科研人员对怎么应用“匹配吸收”理论,进行了详细的研究。红外元件实为电热元件。单纯把它理解为辐射系数高、红外加热效率高的电热元件的说法是片面的。科研人员推导出了实现元件以辐射传热为主的必要条件和充分条件，提出了红外

3、加热特有的公式：能源辐射转换效率系数。红外加热元件的应用领域、应用方式不断扩大。三、红外线加热原理目前在红外加热机理的讨论中存在匹配与非匹配论两种观点。匹配吸收论认为，辐射源的辐射能谱与被加热物的主吸收带波长分布对应时，会引起物料分了产生共振吸收，从而达到升温加热的目的。因此，辐射源的工作波段应选择与被加热物主吸收带相同；非匹配吸收论认为，当入射辐射能谱避开物料的吸收峰时，能进入物料内部，具有较深的穿透能力，使物料分了激发或通过各振动膜间的耦合来实现能量转移，有利于物料的内部加热，即工作波段应选择避开被加热物的吸收峰。这两种理论在吸收定律的基础上是统一的，如何选择红外加热波段是看被

4、加热对象的厚度，若是物料的厚度很小（1远远小于d）,红外线辐射一般能穿透，可选用匹配吸收理论。而当物料的厚度很大（1远远大于d）时，辐射不能穿透，这时就选择非匹配理论。红外线烘干的漆膜就是薄物料，它的烘干机理就是匹配吸收理论。漆膜对热量利用吸收率如式（1）所示。a（X）—光谱吸收系数，是材料和波长的函数，对于给定的材料，随入而变；1—为涂层的厚度；d—为穿透深度，等于1/a（入）。可见当涂层1很小时，为使热利用率提高，应选择入使a（入）尽可能大，a（入）为极大值时，入对应物料的主吸收峰一匹配吸收。被烘干的涂料基本上都是有机物、高分了化合物以及含水的物质[7],它们吸收红外线波长范围

5、大多数在2〜20卩m之间,如果用2〜20um的红外线照射物体的话，这种物质就会与电磁波产生共振，而引起激烈的振动,物体的温度就会上升，达到加热的目的。从光谱学的分析可知，分了吸收了光谱后，可使光了的能量完全转变成为分了的振动、转动能量。而当分子吸收了红外辐射能量后，也可以使分子的振动、转动能量发生变化。同时，红外辐射的物品在红外辐射能穿透到的部位，其温度往往比表面的高，所以脱水干燥工艺设备中，物品在内高外低的温度梯度和湿度梯度同时作用下，不断地将内部的水分转移出来，并扩散蒸发达到快速干燥的目的四、红外线加热的现状与展望红外线加热在漆膜固化中已经占有举足轻重的地位，人们已经逐渐地意识

6、到了红外线加热的优势。目前，人们所用的各种红外管和定向红外强辐射器等都在很大程度上提高了漆膜质量，节省了能源，比传统的加热固化装置具有更优异的性能。并在各大烤漆房中已经得到了广泛的使用。红外线固化装置的不断完善，必将取得更大经济效益、社会效益和环境效益，使我国的涂装烘干工艺发展到更高的水平。