Dujų infraraudonųjų spindulių spinduliuotės pramoninėms patalpoms: prietaisas, veikimo principas, rūšys
IR prietaisai, generuojantys šilumos ir šviesos srautus, yra aktyviai naudojami įvairiose gamybos ir privačios ekonomikos srityse. Populiariausi pramoninių patalpų dujų infraraudonųjų spindulių skleidėjai. Jų veikimas pagrįstas šildomo kūno galimybe išleisti gaunamą šilumą į kosmosą.
Apie infraraudonųjų spindulių įrangos veikimo principus sužinosite iš mūsų straipsnio. Mes kalbėsime apie infraraudonųjų spindulių įrangos atmainas ir jų būdingus skirtumus. Pristatome pirmaujančius rinkos modelius.
Straipsnio turinys:
Infraraudonosios spinduliuotės esmė
Infraraudonoji spinduliuotė skiriasi nuo įprastos ir tokios pažįstamos matomos šviesos. Jie yra panašūs greitis, kuriuo jie plinta ir kerta erdvę. Abi veislės yra gebančios atspindėti, atspindėti ir susikaupti „į ryšulį“.
Skirtingai nuo įprastos šviesos spinduliuotės, kuri yra elektromagnetinės bangos, IR srautas turi ir bangos, ir kvantines savybes. Tai yra, jis perduoda ir šviesą, ir šilumą.
Infraraudonųjų spindulių prietaisų tiekiama šviesa juda bangomis. Elektromagnetinės šviesos virpesiai yra spektro segmente nuo 760 nm (nanometrai) iki 540 mikronų (mikrometrai). IR spinduliuotės skleidžiama šiluma yra kvanto srautas. Jų energija svyruoja nuo 0,0125 iki 1,25 eV (elektronų voltų).
Infraraudonųjų spindulių prietaisų skleidžiamas šilumos ir šviesos srautas yra tarpusavyje susiję. Didėjant šviesos intensyvumui, kvantinis šilumos srautas mažėja. Priklausomai nuo temperatūros, infraraudonąją spinduliuotę galime suvokti ir nesuvokti mūsų akimis. Šiluminė radiacija nėra vizualiai aptinkama.
Ši infraraudonosios spinduliuotės specifika naudojama pramonėje pagreitinti polimerizacijos ir kietėjimo procesus. Šiluminė infraraudonosios spinduliuotės dalis suteikia galimybę nustatyti žmogaus ar gyvūno buvimą ir vietą blogai apšviestu ir neapšviestu nakties laikotarpiu.
Nestandartinis infraraudonųjų spindulių prietaisų, skleidžiančių šviesą kartu su šiluma, veikimas tapo naktinio matymo prietaisų kūrimo pagrindu. Jis naudojamas aptikti trūkumus, paslėptą pavojaus signalą ir techninius prietaisus fotografuoti tamsoje.
Abu komponentai infraraudonųjų spindulių beveik neišsisklaido apdorotoje erdvėje, atrodo, kad jie daugiausia dėmesio skiria objektams savo įtakos zonoje. Šiluma patenka į šildomo objekto kūną, prasiskverbimo gylis priklauso nuo objekto savybių, struktūros ir medžiagos. Gylis kinta nuo dešimtosios mm iki kelių mm.
Kai naudojamas pramoniniais tikslais, infraraudonųjų spinduliuotės bangų ilgis parenkamas atsižvelgiant į objekto ar medžiagos technines savybes. IR spinduliai laisvai praeina per oro masę, todėl šildymas atliekamas be pastebimų nuostolių. Ši aplinkybė pagrįstai laikoma svariu pranašumu gamyboje.
Be prietaiso apdorotos zonos šildymo ir apšvietimo, infraraudonųjų spindulių spinduliuotė naudojama ir šioms problemoms išspręsti:
Infraraudonųjų spindulių šaltinių tipai
Paprasčiausi infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai yra mums visiems pažįstami. kaitrinės lemposveikiantys žemoje įtampoje. Tokiomis sąlygomis jie daugiausia skleidžia infraraudonųjų spindulių srautus. Šviesos elektromagnetinių bangų dalis yra nereikšminga, tačiau vis dėlto ji nustatoma optiškai.
Dabar privačių vartotojų, statybinių ir gamybos organizacijų dispozicijoje yra daugybė skirtingų tipų infraraudonųjų spindulių skleidėjų.
Jų taikymo sritį nustato:
- darbinė temperatūra;
- maksimali bangos ilgio reikšmė;
- sritis, kurioje tolygiai pasiskirsto infraraudonųjų spindulių srautas.
Atsižvelgiant į aukščiau išvardytas charakteristikas, jie pasirenka spinduliuojantį įrenginį, skirtą išspręsti konkrečias problemas.
Dažniausiai pasitaikantys infraraudonųjų spinduliuotės tipai yra šie:
- Žibintai su veidrodinius atspindinčius įtaisus. Esant maksimaliai spinduliuotei, jų bangos ilgis yra 1,05 mikronai.
- Kvarcinės lempos. Jų bangos ilgis esant maksimaliai spinduliuotei yra nuo 2 iki 3 mikronų.
- Nemetaliniai strypų šildytuvai. Struktūriškai jie yra papildyti atšvaitais, maksimalus bangos ilgis yra nuo 6 iki 8 mikronų.
- Vamzdiniai elektriniai šildytuvai. Plačiai naudojamas kasdieniame gyvenime, naudojamas gamybos įrenginiuose su kaitinimo elementais.
- Infraraudonųjų spindulių degikliai. Jie aprūpinti keraminiais arba metaliniais perforuotais purkštukais. Jie naudojami statybose lauko ir vidaus patalpoms šildyti, statant pastatą, atliekant apdailos darbus.
Ūkyje rasta infraraudonųjų spindulių šaltinių. Jų pagalba šildomi naminiai paukščiai ir neseniai gimę naminiai gyvūnai. Emiteriai įrengiami šiltnamiuose, kad būtų skatinamas auginamų veislių augimas, kiaušidėse ir džiovintose daigose.
Infraraudonųjų spindulių srautai yra suskirstyti į:
- Infraraudonųjų spindulių lempos. Tai yra „šviesos“ skleidėjai ir prietaisai, tiekiantys šiluminę spinduliuotę.
- Šildytuvai. Prietaisai, naudojami uždaroms ir atviroms patalpoms šildyti. Tarp jų yra modeliai, varomi varikliu, skystu ar dujiniu kuru. Šildymo elementas gali būti šildymo elementas arba spiralė, pagaminta iš aukšto atsparumo lydinio.
Pagal klasifikaciją pagal bangos ilgį infraraudonieji spinduliuotės šaltiniai yra suskirstyti į dvi pagrindines grupes: tamsiąją ir šviesiąją. Buvęs darbas skleidžia ilgas bangas į kosmosą, antrasis - trumpas.
Tamsios ir šviesios IR spinduliuotės
Pagal apibrėžimą „ryškūs“ šaltiniai gali skleisti šviesą. Jų skleidžiami srautai suvokiami žvilgsniu, nors vis tiek sunku juos įvardyti ir iš viso panaudoti būtent šiam tikslui.
„Tamsūs“ prietaisai perduoda nematomą šilumos srautą žmonėms, kurį jaučia vartotojo oda, bet kurio vizualiai negalima aptikti. Laikoma, kad ribinė vertė tarp „šviesios“ ir „tamsios“ yra 3 μm ilgio. Šildomo paviršiaus ribinė temperatūra yra 700º.
Garsiausias „tamsaus“ šildymo mazgo atstovas plytinė rusiška viryklė, daugelį amžių sėkmingai šildė mažaaukščius pastatus. Tarp „šviesių“, kaip mes jau supratome, kaitrinės lemputės atsiranda, jei ji tiekia ne daugiau kaip 12%. Pagrindinė jo energija nukreipta šilumos generavimui.
Prietaiso šviesos prietaisų ypatybės
Iš esmės šviesos šaltiniai yra panašūs į įprastą kaitinamąją lempą. Tačiau šilumos kūnuose yra skirtumų. Šviesos infraraudonųjų spindulių prietaisų temperatūra negali viršyti 2270–2770 K ribos. Tai būtina norint padidinti šilumos srautą sumažinant šviesos sklidimą.
Kaip ir standartinių lempučių atveju, volframo gijos korpusas dedamas į stiklinę kolbą. Tik lemputėje yra įmontuoti atšvaitai, kurių dėka visa spinduliuotės energija sutelkiama į šildomą objektą. Tuo pačiu metu nedidelė energijos dalis išleidžiama kaitinant lemputės pagrindą.
Šviesos infraraudonųjų spindulių šaltinių kolba kaitinama iki aukštos temperatūros, nes ji taip pat dalyvauja šilumos perdavimo į kosmosą procese. Šilumos energija, gaunama iš šildomos lemputės, nesutelkia reflektoriaus dėmesio ir patenka į neveikiančią erdvę, o tai yra komponentas, mažinantis prietaiso efektyvumą.
Ryškių infraraudonųjų spindulių šaltinio našumas vidutiniškai neviršija 65%. Jis padidinamas įdedant volframo kaitinimo korpusą į vamzdelį, pagamintą iš kvarco stiklo ar panašios kolbos. Šis sprendimas leidžia padidinti bangos ilgį iki 3,3 mikrono, o temperatūrą sumažinti iki 600º.
Ši parinktis naudojama kvarco IR šildytuvuose, kuriuose nikelio-chromo viela yra apvyniota aplink kvarco strypą ir visa tai yra kartu su kvarco vamzdeliu.
Darbo esmė - dvigubas vielos gijos panaudojimas. Išleista šiluma iš dalies naudojama tiesioginiam šildymui, o iš dalies kvarco strypo temperatūros kėlimui. Šildomas raudonas strypas taip pat sukuria šilumos srautus.
Vamzdinių įtaisų pranašumai yra gana pagrįsti visų komponentų, pagamintų iš kvarco ir keramikos, atsparumas atmosferos neigiamam poveikiui. Trūkumas yra keraminių dalių trapumas.
Tamsiųjų šildytuvų darbo specifika ir dizainas
Vadinamieji „tamsieji“ IR srautų šaltiniai yra daug praktiškesni nei „lengvieji“ kolegos. Jų spinduliuojančio elemento struktūra skiriasi tuo geriau. Pats šildomas laidininkas neišspinduliuoja šiluminės energijos, jį tiekia aplinkinis metalinis apvalkalas.
Dėl to prietaiso darbinė temperatūra neviršija 400 - 600º. Tam, kad šiluminė energija nebūtų švaistoma, tamsiosios spinduliuotės yra įrengtos atšvaitais, nukreipiančiais srautus teisinga kryptimi.
Tamsiosios grupės ilgųjų bangų spinduliuotės nebijo sukrėtimų ir panašių mechaninių padarinių, nes juose esantis trapus polimeras arba keramikos elementas yra apsaugotas metaliniu apvalkalu ir apsauginiu šilumą izoliuojančiu sluoksniu. Šios grupės emiterių efektyvumas siekia 90%.
Tačiau jie nėra be trūkumų. Tamsiosios grupės šildytuvai priklauso nuo įrenginio dizaino ypatybių. Jei atstumas tarp pagrindinio spinduliuojančio elemento ir prietaiso paviršiaus yra didelis, tada jis bus nuplaunamas ir aušinamas praeinančiu oru. Dėl to sumažėja efektyvumas.
Dėl dizaino ypatumų yra montuojami tamsūs modeliai, skirti šildyti patalpas su žemomis lubomis ir vietose, kur reikalingas linijinis šilumos tiekimas. Šviesos rinkinys, kuriame reikia apdoroti patalpas su aukštomis lubomis ir vertikaliai pailgomis vietomis.
Dujų degikliai kaip infraraudonųjų spindulių šaltinis
Prietaisai, kuriuose apdorojamas liepsningas dujų apdorojimas, yra vadinami dujų degikliais arba dujų infraraudonųjų spindulių spinduliuotėmis. Šiluma, išsiskirianti esant dideliam įtempimui, per spinduliuojamą įrenginio paviršių perduodama į kosmosą.
Tai yra dujiniai infraraudonųjų spindulių šildytuvai, naudojami degiklyje, pramoniniu mastu naudojami atliekant statybos ir montavimo darbus. Daugiausia šiluminės energijos perduoda keraminiai degiklio antgaliai.
Kaip purkštukai naudojami:
- perforuotos keraminės plokštės, plokščios arba įspaustos;
- keraminės plokštės su tolygiai paskirstytomis poromis;
- keramikos elementai su tinkleliu nichromo ekranu, metalo tinklelis ir visų rūšių kataliziniai purkštukai.
Visi aukščiau išvardinti skylių tipai keramikos ar metalo elementuose yra ugnies kanalai.
Šio tipo infraraudonųjų spinduliuotių veikimui pagrindinės dujos yra dujos, taip pat jų suskystintos versijos arba dirbtinai sukurtos dujos. Rusijoje degikliai yra skirti suskystintoms ir pagrindinėms dujoms perdirbti. Užsienio įranga daugiausia skirta suskystintoms ir dirbtinėms galimybėms perdirbti.
Nepažeidžiant eksploatavimo taisyklių, degimo produktų, susidarančių dirbant dujiniam degikliui, išmetama kuo mažiau, turint šiek tiek azoto oksidų ir anglies monoksido.
Dujų tiekimui dujų infraraudonųjų spindulių degikliuose (GIG) yra įrengti purkštukai, per kuriuos dujos pumpuojamos dideliu greičiu. Šis dujų tiekimas suteikia oro, reikalingo degimui, įpurškimą. Jį „stumia“ greitas srautas per injektorių į paskirstymo kamerą.
Dujos ne tik įpurškia orą, bet ir sumaišomos su juo į purkštuvą, gaunant dujų ir oro mišinį, tinkantį visiškam degimui. Šis mišinys per savo poras, perforuotas skylutes ar plyšius patenka į keraminio purkštuko paviršių, kur jis visiškai sudega plonu ne daugiau kaip 1,5 mm storio sluoksniu.
Degikliai su plokščiais keraminiais antgaliais
Daugiausia šiluminės energijos perduodama keraminėms plytelėms, pašildytoms iki ypač aukštos temperatūros per mažiau nei minutę.Išorinis keramikos elemento paviršius virsta papildomu šilumos srauto šaltiniu.
Keraminiai purkštukai sudaro nuo 40 iki 60% radiacijos, kurią perduoda pramoninis dujinis infraraudonųjų spindulių šildytuvas. Norint padidinti prietaiso efektyvumą, virš purkštuko sumontuotas tinklelio ekranas. Norėdami padidinti šilumos perdavimo paviršių, perforuotos plytelės klijuojamos naudojant ugniai atsparų glaistą.
Svarbus rodiklis yra ugnies kanalų skersmuo. Tai priklauso nuo to, kokias dujas prietaisas gali perdirbti. Bendras keraminių plytelių skylių skaičius priklauso nuo skersmens. Kuo daugiau jų, tuo trapesnis spinduliuojantis elementas bus ir bus jautrus mechaniniams GIG pažeidimams.
„Finned“ tipo šildytuvai
Be plokščių keraminių purkštukų su perforacija, naudojami reljefo elementai. Briaunoto paviršiaus naudojimas tokiu atveju skatina šilumos mainų srautą tarp spinduliuojančio paviršiaus ir degančių dujų. Briaunotos keraminės plytelės geriau įkaista, tuo tarpu šiluminė spinduliuojančio elemento apkrova nedidėja.
Plokšti ir briaunoti keraminiai purkštukai kaitinami iki 1473 K. O porėtus keraminius elementus galima naudoti tik iki 1237 K. Porėtą versiją lengviau gaminti, todėl ji pigesnė. Be to, jo gamyboje naudojamos keramikos pramonės atliekos.
Porėtų plytelių storis siekia 30 mm, o tai žymiai padidina purkštuko atsparumą mechaniniam poveikiui. Veikiant degikliui su tokiu antgaliu, iš paskirstymo kameros išeinantis dujų ir oro mišinys ant išorinio keraminių plytelių paviršiaus sudegina iki 2 mm.
Degimo plotas porėtu purkštuku juda nuo išorinio paviršiaus iki 3-5 mm gylio. Tokiu atveju šildymo temperatūra siekia tik 1123 K.
Porėtų purkštukų GIG trūkumas yra per didelis hidraulinis pasipriešinimas, dėl kurio neįmanoma naudoti žemų slėgių pagrindinių dujų.
Įranga su metaliniu tinkleliu
Tačiau visi šių tipų purkštukai yra pagaminti iš keramikos, o tai reiškia, kad nepaisant storio ir visokių gamintojo, norinčio padidinti stiprumą, gudrybių, jie vis tiek yra trapūs. Trapumas ypač erzina, jei įrenginį reikia nuolat judinti.
Todėl norint šildyti aikšteles statybų ar montavimo darbų metu, buvo sukurtas patvaresnio tipo degikliai su dviguba metaline tinkleliu. Tokiame įrenginyje dujų ir oro mišinys yra apdorojamas tarpelyje tarp purkštuko ir tinklų. Išorinio tinklo paviršius įkaista tik iki 1023 K.
GIG su tinkliniais purkštukais šie elementai yra pagaminti iš karščiui atsparių lydinių su chromu ir nikeliu.Purkštukai gaminami taip, kad viršutinio tinklo akies dydis leistų liepsnai laisvai praeiti, o apatinė - minimali, kritiška praleidžiant ugnį. Infraraudonųjų spindulių spinduliuotė gali būti tiek tinklelis, tiek vienas.
Jei infraraudonųjų spindulių degiklis apdoroja pagrindines dujas arba propano-butano suskystintą mišinį iš dujų butelis, šiluminės energijos paskirstyme dalyvauja tik viršutiniai tinkleliai. Jei perdirbamos mažos apkrovos dujos, abu tinklai skleidžia šilumą. Tokiu būdu padidinamas šilumos perdavimas.
Tačiau didžiausia GIG su grotelėmis efektyvumo vertė neviršija 60%, nes purkštukų hidraulinis pasipriešinimas yra du kartus didesnis nei visų veislių perforuotų keraminių plytelių. Tiesa, jis yra mažesnis nei porėtų purkštukų.
Prietaisai, turintys padidintą šiluminę galią
Gana žemas infraraudonųjų spindulių dujų spinduliuotės su keraminėmis plokštėmis ir tinkleliais efektyvumas paskatino ieškoti būdų, kaip padidinti šiluminę galią. Rezultatas buvo pasiektas įvedus naujo tipo purkštukus, tai keraminę plokštę su daugybe plyšių.
Pjūvyje plyšiai staigiai išsiplečia, jų įleidimo angos yra mažesnės nei išėjimo angos. Šis sprendimas pagerina degiklio efektyvumą, perdirbdamas degimo produktus, t. jų grįžimas į liepsnos pagrindą gaisro kanale. Be to, tokių modelių liepsna yra stabilesnė ir daug mažesnė tikimybė, kad žus atvirame vėjyje.
Vidutinė išpjaustytų plokščių dalis vidutiniškai sudaro 55–60% visos jų realios dalies. Juose įrengti degikliai veikia vidutinio slėgio dujomis. Išorinė purkštuko plokštuma pašildoma iki 1723 K.
Atsparus vėjo apkrovai
Darbo stabilumas veikiant vėjo apkrovai yra svarbus rodiklis renkantis dujinį infraraudonųjų spindulių degiklį, naudojamą statant ar montuojant gamyklas. Ši kokybė yra toli gražu ne visiems pramoniniams infraraudonųjų spindulių skleidėjams, kurie apdoroja dujas.
Lauko zonose reikalingi specialūs įtaisai, kurie:
- būdingas stabilus įpurškimas, atsižvelgiant į vėjo gūsį;
- įrengtas įtaisas, neleidžiantis purkštukui išeiti iš purkštuko;
- apsaugotas nuo aktyvaus radiacijos paviršiaus aušinimo dėl vėjų įtakos.
Dujų įrangos, galinčios įkaisti pučiant stipriam vėjui ir neišeiti, duomenų lape nurodomas pasipriešinimas vėjui. Ši komerciškai pagamintų infraraudonųjų spindulių degiklių savybė yra maždaug lygi tiesioginiams, t. priekinis vėjo poveikis ir šoninis oro srautas.
Dėl įpurškimo koeficiento sumažėjimo liepsna atsiranda ant spinduliuojančio skydo išorinio paviršiaus. Tokiu atveju temperatūra smarkiai krenta. Sumažina šalto oro patekimą į degimo vietą.
Atsparumas vėjui fiziškai yra susijęs su savita šilumos apkrova ir oro srautu, patenkančiu į purkštuką degimo metu. Esant per dideliam ir dideliam oro srauto greičiui, infraraudonųjų spinduliuotės efektyvumas sumažėja. Tai sumažina liepsnos atsiradimą, patamsėja spinduliuojantis paviršius ir nutraukia įrenginio veikimą liepsnos režimu.
IR šildytuvų gamintojų apžvalga
Dujų įrenginius, palankius mikroklimatui suformuoti statybvietėje, dirbtuvėse, gamybos ceche ir panašiuose įrenginiuose, gamina tiek šalies, tiek užsienio įmonės.
Anot vartotojų, Rusijoje pagamintų gaminių reitingą lemia „Solyarogaz“ prekės ženklo dujų degikliai. Šios kompanijos pristatytame asortimente yra modeliai, skirti įvairių dydžių patalpoms šildyti. Vienetai gali būti naudojami šiltnamiuose, garažuose ir atvirose vietose.
Vienintelis trūkumas, į kurį turėtų atsižvelgti sostinės gamintojo dujų degiklių ir viryklių modelių pirkėjai ir tikrieji savininkai, yra tai, kad trūksta apsaugos sistemos jutiklių. Atsižvelgiant į tai, jie gali būti naudojami kasdieniame gyvenime, tačiau laikantis atsargumo priemonių.
„Pathfinder“ kompanijos produktai nėra mažiau populiarūs. Tačiau pirkėjui siūlomų prekių asortimente vyrauja plataus vartojimo prekės ir kelionių galimybės.
Plytelės, naudojamos tiek kaitinant, tiek ruošiant paprastus patiekalus, yra gana pagrįstos; mini degikliai iš purškimo skardinės.
Puikios savybės iš vartotojų gavo dujinius šildytuvus su „Aeroheat“ logotipu. Ši įranga pritraukia patikimumą, pateisinamą aukštos kokybės komponentų naudojimu ir prieinamomis kainomis. Plytelės ir dujiniai degikliai iš „Dikson“ ir „Sibiryachka“ gerai pasirodė.
Tinkamų užsienio tiekėjų dujinių šildytuvų sąrašui vadovauja Pietų Korėjos bendrovės „Kovea“ dujų degikliai ir viryklės. Prekės ženklo produktai yra aktyviai naudojami mažose dirbtuvėse, tapybos ir statybų aikštelėse, turistinėse kelionėse ir žvejyboje.
Seminarams įrengti dažniau naudojami italų firmos „Sistema“ dujiniai šildytuvai. Pietų Korėjos „Hyundai“ modeliai, itališkos dujinės viryklės „Bartolini“, kurias galima naudoti tiek namuose, tiek biure, yra aktyviai paklausios. Patikimumą ir stabilų veikimą išskiria švediškos „Timberk“ krosnys, kiniška „Ballu“ įranga.
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Šio vaizdo įrašo autorius išsamiai papasakos apie IR dujinių degiklių veikimo principą ir pranašumus:
Išsami informacija apie infraraudonųjų spindulių šildymo organizavimą pateikiama šiame vaizdo įraše:
Čia parodomi ant lubų montuojamo dujinio šildymo prietaiso įrengimo žingsniai:
Rusijos Federacijoje gaminami įvairių tipų infraraudonųjų spindulių degikliai, įskaitant vėjo atsparius modelius. Įmonės siūlomas asortimentas leidžia pasirinkti prietaisą lauko ir vidaus patalpų šildymui.
Prieš perkant svarbu nuspręsti, kokiu tikslu ir kokiomis sąlygomis įranga bus naudojama, o tada pasirinkti produktyvesnį arba patvaresnį modelį, nebijantį pakartoti judesių.