遠紅外高溫鼓風乾燥箱

遠紅外高溫鼓風乾燥箱是利用遠紅外加熱和乾燥技術來實現乾燥目的的設備。

基本介紹

• 中文名：遠紅外高溫鼓風乾燥箱
• 技術：遠紅外加熱和乾燥技術
• 作用：乾燥
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研究背景

遠紅外技術是一項較新的科學技術，而遠紅外加熱和乾燥技術又是在紅外技術基礎上發展起來的一項新技術。它是把遠紅外輻射物體發射的遠紅外線直接照射在被加熱物上，並且為被加熱物體所吸收，直接轉變為熱能而達到加熱乾燥的目的。這種加熱方法具有高效快乾、節約能源、乾燥質量最好等優點，在各個方面得到了廣泛的套用。

我國遠紅外乾燥箱的生產已有多年的歷史。開始是用紅外燈泡作為加熱輻射器，後來逐步套用管式和碳化矽遠紅外輻射器。另外，半導體遠紅外輻射器已得到推廣和套用。新的遠紅外輻射元件——石英玻璃遠紅外輻射元件已經嶄露頭角。它克服了其他輻射元件的一些缺點：如表面採用輻射塗料、塗層易於剝落、輻射性能不穩定和自身熱容量大等。

國內生產的遠紅外乾燥箱，其最高溫度均在300℃以下，而遠紅外鼓風乾燥箱的最高溫度可達600℃或更高。

箱體結構

遠紅外高溫鼓風乾燥箱的箱體結構簡圖如下圖所示：

結構示意圖

箱體結構主要由通風機裝置、排氣孔、板狀遠紅外加熱器、熱的電偶和接線柱組成。

加熱原理

根據量子力學理論，遠紅外線是構成物質的基本質點發生能級躍遷時以光量子形式向外輻射的電磁波。它的傳播過程就是輻射。它所載運的能量稱為輻射能。當這種電磁波在空間傳播過程中遇到另一物體時，其所載運的輻射能有可能部分被物體所吸收，變成該物體基本粒子微觀運動的動能，即熱能，從而使物體變熱。

物體內部的固有頻率與電磁頻率匹配愈好，物體內部的熱能愈大，加熱效果也愈好。這樣可加快升溫速度，達到節能的目的。

設計要點

遠紅外高溫鼓風乾燥箱在設計時主要考慮以下問題：溫度外逸（表面溫度）；電功率的確定；輻射元件的選擇；溫度控制儀表的選擇；箱內溫度均勻性和箱體的變形等。

溫度外逸

對流放熱過程所傳遞的熱量：

式中：α——對流放熱係數；

t_l、t_w——分別為流體和壁面溫度。

再根據公式換算為溫度：

式中：k——外壁對空氣的放熱係數（千卡/平方米·小時·度）；

t₀——室溫（度）。

電功率

根據一般電加熱計算方法：

其中k為

式中：T——最高工作溫度（度）；

T₀——室溫（度）；

G——換氣量（公斤/秒）；

G₁、G₂、G₃、G₄——空氣、鋼材、保溫材料、耐火材料的重量（公斤）；

C₁、C₂、C₃、C₄——空氣、鋼材、保溫材料、耐火材料的比熱（千卡/公斤·度）；

K₁——傳熱係數（千卡/平方米·秒·度）；

K₂——漏熱係數（千卡/平方米·秒·度）；

F₁——平均散熱面積（平方米）；

F₂——漏熱係數（平方米）；

t——升溫時間（秒）。

輻射元件

輻射元件可選碳化矽平板，內孔穿電阻絲。碳化矽的優點是結構簡單、成本低、安裝檢修便利。缺點是熱容量大、熱慣量大。

溫度控制器

溫度控制器可選用XWB-101型電子電位計配熱電偶控溫。該儀表操作安裝極其方便，儀表精度基本能達到要求。

箱體結構

箱內溫度均勻性和箱體變形是高溫乾燥箱的主要問題。它要求箱體結構合理、輻射加熱元件布置適當和鼓風熱循環勻稱。