远红外加热的应用.ppt

4、维恩位移定律维思位移定律确定了黑体的辐射通量密度的峰值波长与绝对温度T的关系。把普朗克定律进行微分，求出最大值，就得到了维恩位移定律，即维恩位移定律说明辐射通量密度的峰值波长与绝对温度成反比，即当温度升高时，最大辐射强度向较短的波长方向移动。该定律对于确定辐射源的操作温度具有很好的指导意义。第31页,共55页，星期六，2024年，5月5、照度定律(负二次方定律)照度定律的意义是在点光源垂直照射的情况下，被照射面上的照度与光源的发光强度成正比，与光源到被照射面之间的距离平方成反比。在实际应用时，除了尽量缩短辐射器与被加热物之间的距离外，还配用适当的反射器汇聚射线以提高效率。第32页,共55页，星期六，2024年，5月6、辐射加热元件或辐射加热器的能量利用率的计算辐射加热过程主要由两步组成：（1）第一步是辐射加热元件把电功率或其它形式的能源转变成辐射功率。（2）第二步是辐射加热元件所射出的辐射功率为被加热物料所吸收。第33页,共55页，星期六，2024年，5月辐射体将电源功率W0转变成自由发射的辐射功率的转变效率η1计算式：式中ε1——辐射体的辐射率，可从手册查得σ——斯芯藩一玻尔兹曼常数，σ＝5.668×10-8W／(m2.k4)A1——辐射体的表面积，m2T1——辐射体的表面温度，K第34页,共55页，星期六，2024年，5月对于封闭空间两物体表面的辐射热交换，能量利用率η2可用下式进行计算。式中εn——称为相当黑度A2----被加热物体的表面积，m2T2----被加热物体的温度，K第35页,共55页，星期六，2024年，5月十、远红外加热的特点1、优点热辐射率高热损失小容易进行操作控制加热速度快，传热效率高有一定的穿透能力产品质量好热吸收率高第36页,共55页，星期六，2024年，5月2、红外加热技术还不能充分的应用到食品加工中的原因（1）物料在红外加热过程中其物理化学性质将发生变化，同时其物料含水量的变化也影响辐射特性；（2）红外辐射能量在食品加工中应用受到局限的原因是人们对红外辐射光谱特性的了解还不深入。例如，红外辐射不能穿透厚的豆类种子，这就使得红外热量不适合深床物料的加热。红外加热能降低产品水分含量和质量，红外加热已经成为第二位的加热选择，仅次于对流和热传导的方法。第37页,共55页，星期六，2024年，5月第二节远红外加热设备一、远红外加热设备的分类二、食品工业用远红外加热元件三、辐射涂料与辐射涂料的选用第38页,共55页，星期六，2024年，5月一、远红外加热设备的分类1、只有一个出入炉门的密闭的箱式加热炉，称为烘箱，或烤箱。2、是用于生产线上连续加热物料或对物料进行于燥、杀菌等处理的远红外加热设备。这类设备内有输送物料装置，物料由输送装置从一端输入、经处理后从另一端输出；这类设备设计成通道形式，因此称为“烘道”，有时也称为隧道炉。第39页,共55页，星期六，2024年，5月箱式炉外形第40页,共55页，星期六，2024年，5月钢带隧道炉外形1.钢带入炉端2.炉顶3.钢带出炉端4.排气孔5.炉门第41页,共55页，星期六，2024年，5月二、食品工业用远红外加热元件1、根据结构形式：灯状、管状和板状辐射器。2、根据制作材料：碳化硅红外加热元件金属管状远红外加热元件SHQ乳白石英远红外元件第42页,共55页，星期六，2024年，5月图3-10灯状远红外辐射器(1)棒状辐射体(2)梨状轴射体(3)弯月型辐射体1.灯头2.辐射体3.反射罩图3-11平板状辐射加热器图3-12金属管状加热器1，4.电极2.金属管壳3.电阻丝5.绝缘顶板第43页,共55页，星期六，2024年，5月（1）碳化硅红外加热元件①优点：热稳定性好，工作温度可达1100～1700℃，能承受较大的功率密度，有很高的电阻率，使用寿命长。它可以制成板状，管状及其它形状，以适应不同需要。SiC本身是有很高的辐射率，但在一般的商品中，生产厂家在烧结时都掺入了一定比例的泥土，如在制造管状元件时掺入35％的粘土，辐射率有所下降，因此在它的表面又都涂了一层辐射率高的辐射涂