新型式射频干燥的践行研讨剖析

  • 2021-05-11 16:35:25
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当粒子受到外界加热、放电等作用后,由低能级跃迁到高能级,系统能量升高。但这种状态很不稳定,在短时间内,粒子又从高能级回到低能级,同时释放出能量。能量以光子的形式释放出去,形成电磁辐射。不同粒子、不同的能级跃迁对应的电磁波频率不同,即产生不同波长的电磁波。当用一束远红外光照射某物质时,该物质的分子就要吸收一部分光能,并将这部分光能转变为分子的振动能和转动能。依照量子理论,分子吸收光能是服从一定的选择定律的。只有当入射光的光能与分子本身的某一能级差相同时,光能才被分子所吸收。这一基本关系为:ΔE=E2-E1=hγ(1)式中:h―普朗克常数(h=6.624×10-27ergs),γ―光的频率,E2、E1―分子某种能量的终态和初态能级。

红外辐射就是由分子转动和振动能级之间的跃迁以及晶体的晶格振动所产生。红外辐射的吸收物质吸收电磁波的过程是辐射电磁波的逆过程。如果某种粒子运动的两个能级差与外来的光子能量相同,则粒子吸收光子的能量,也即吸收了电磁辐射的能量,同时粒子运动跃迁到高能级。像物质辐射电磁波一样,不同粒子的不同运动变动形式吸收不同波段的电磁波。如果是红外线照射到物体上,那么将引起分子振动能级、转动能级的升高,此时分子转动和振动加剧,造成分子平均平动动能的增加,即物体内分子不规则热运动的加剧,从宏观上现为物体温度的升高,从而达到加热干燥的目的。

红外辐射干燥的应用辐射传热不需要有关物体间的直接接触,热源以电磁波的形式由被加热物体通过分子吸收,直接把电磁波能量转变为热能。红外辐射加热干燥,就是利用红外线辐射源发出的红外线,被加热物体所吸收,使物体温度升高而达到加热干燥的目的。红外线一经辐射出来,就像光速一样迅速传播,所以辐射到吸收,升温速度极快;同时被加热物体面和内层的分子都能吸收红外线而发热,从而达到里层和面同时均匀受热干燥的优良效果。但是并不是所有的物质都能吸收远红外线,由于红外线是电磁波,只有对那些显示出电的极性的分子才能起作用。

考虑到红外波长越短,则穿透力越强,加热速度越快,而对于热交换器来说主要是由铜和铝组成的,金属在短波段具有较好的吸收性,故具有优良的发热导热能力,同时根据红外光谱吸收能带得知,冲压油在近红外波段(按ASTM的定义是指波长在780~2526nm之间的电磁波)也有一定的吸收度,我们发现在波数为1500~400处出现了较多的吸收峰,故认为冲压油在近红外波段是具有一定的吸收性的,所以通过设备上的改造采用了近红外线辐射式加热的干燥设备。热交换器面快速升温,从而使依附在热交换器面的水分及残油迅速蒸发,热源由内传到外,无残留死角,从而实现彻底干燥。

效果和意义红外加热与传统热风加热最大的区别是,红外线有很强的穿透性,可同时被冲压油和热交换器吸收,可以从内到外同步地加热干燥;传统热风加热首先从热交换器面带走一部分油分,逐步向内传热干燥。红外辐射式加热干燥模式,使油温及工件自身温度升高,在瞬间加速挥发油分,达到彻底干燥的目的,同时带来了以下优势:生产时间与空间的优化传统的热风干燥设备由于具有干燥效率不高的弊端,需设计长长的传送带,整套设备全长至少10米以上。而改造后的红外线辐射式干燥设备全长只需2米左右,大大缩减了占地空间。同时单台热交换器的干燥时间只需35秒左右,生产效率也大为提高。

总结红外线辐射式干燥在空调热交换器生产中的应用,主要带来了以下优势:彻底解决了冲压油残留带来的铜管腐蚀问题;经济效益的提高;设备更简单易控制及生产效率的大大提高。此干燥方法在国内热交换器干燥加工环节中未见相关文献的报道应用,故值得大力推广,具有较广泛的应用前景。

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