红外线加热

    红外线加热的原理就是热辐射加热。通常所说的热辐射，其热射线波长在0.1~1000μm,其中可见光的波长在0.22~0.76μm,红外线的波长在0.76~1000μm,而微波的波长在1000μm(1mm)至1000mm之间。红外线又有远红外线与近红外线之分，其分法又不太统一，大体上以波长4μm为界,4μm以下为近红外线,4μm以上称为远红外线。

    在真空干燥技术中讨论红外线加热的目的是强化加热。有效的强化手段是在辐射加热器的表面上涂红外辐射涂料，提高表面的发射率。典型的红外辐射涂料有：

    ①碳化硅系 多数以60%以上的SiC和40%以下的黏土烧结而成碳化硅板，或以SiC为主配料的涂料，碳化硅涂料易脱落，可选用有保护膜的SiC涂料；

    ②三氧化二铁系 如α-Fe₂O₃为主的辐射涂料;

    ③锆钛系 由97.5%~5%的ZrO₂加TiO₂组成;

    ④稀土系 例如铁锰酸稀土钙复合涂料；

    ⑤锆英砂系 以锆英砂(67%ZrO₂和31%SiO₂为主)，添加其他金属氧化物呈浅黑色锆系辐射涂料;

    ⑥镍钴系 以NiO₂和Co₂O₃为主的涂料。

    此外，还有氟化镁、三氧化二铬、高硅氧的物料等为主的辐射涂料。

    不同材质的辐射涂料在不同的波长有不同的发射率。

    红外辐射加热时，射线以光速传播到被加热物体表面，有部分辐射透入到物体内部被吸收，被加热物体升温较快，物体表面与内部温差较少。由于红外辐射对各种被加热物体的透入深度与波长及辐照度有关，其差别可以很大。因而，在辐射加热技术中，必须把被加热物体与辐射的相互作用作为加热技术的一个重要部分考虑进去。不过不是各种被加热物体都可以用同一方法和同一设备进行有效地加热，这也是使用红外加热技术时必须注意的问题。

    由于红外辐射加热时，热源的辐射直接射到加热物体，中间的空气在红外波段不吸收辐射能。因此，红外辐射加热节省了加热中间介质的能量。辐射能向物料内部渗透的深度决定了红外辐射传热传质的一些特性。不同作者研究红外对湿物料的穿透性，结果不完全一致。

    有些作者将湿物料分成三类：一类是红外辐射能具有很大穿透性的物料(如玻璃、纸、毛织物等)；二类是穿透性很小的物料(如面包、马铃薯、砂子、木材等)；三类是不透红外线的物料(如黏土、硅藻砖等)。这样，在选用红外线加热时应考虑湿物料的性质。

    红外辐射加热器是把电能或热能(煤气、蒸气、燃气)转变成辐射能并定向辐射的装置。它主要由供热和辐射两部分组成。按供热方式可分成直热式和旁热式两种类型。直热式是指电热辐射元件既是发热元件又是热辐射体，例如，电阻带式、硅碳棒等。直热式器件升温快、重量轻、多用于快速大面积供热。旁热式是指由外部供热给辐射体面产生红外辐射，其能源可借助电、煤气、蒸气、燃气等。红外辐射加热用得最广的温度范围是300~500℃。辐射基体一般长期在高温下工作，作为基体材料必须在高温下长期稳定，工作寿命长；具有足够的机械强度；不放出有害于人体的辐射和气氛；材料来源丰富，价格便宜，加工方便。为适应不同的应用，辐射加热器可以设计成各种形状。最常见的有平板状、管状和灯状三种红外辐射加热器。在真空干燥装置中，用到的红外辐射加热器材料还要考虑到材料的放气量不要太大，以免影响干燥箱中的真空度。

（慧朴科技，huiputech）