الرئيسية
حول إي-دين
المنتجات
مصباح الأشعة تحت الحمراء ذو باعث الكوارتز
وحدات التسخين بالأشعة تحت الحمراء وأجهزة التجفيف
حلول التجفيف بالسخانات الصناعية بالأشعة تحت الحمراء
منظم الحرارة ومنظم الطاقة
مصباح الأشعة تحت الحمراء الساخن
مصباح UV
منتج الكوارتز
إكسسوارات المصابيح
التطبيقات
اتصل بنا
اللغة
الإنجليزية
إسباني
فرنسي
البرتغالية
روسي
عربي
تقنيات ومعلومات مصابيح الأشعة تحت الحمراء
تطبيقات التدفئة بالأشعة تحت الحمراء
مدافئ بالأشعة تحت الحمراء لآلات تغليف الأفلام في صناعة السيارات
أولاً، علينا أن نعلم أن تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء تستخدم مصباحًا يُصدر إشعاعًا تحت حمراء كمصدر للحرارة. يتراوح طول موجته بين 1 و1000 ميكرون. ويمكنه اختراق المواد الشفافة وتسخين الأجسام المستهدفة بشكل مباشر. وهو لطيف وموحد وفعال. وبالمقارنة مع طرق التسخين التقليدية، تستطيع تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء تحسين كفاءة التسخين وتقليل فقد الطاقة، كما تتمتع بقدرة جيدة على التكيف مع البيئة. وفي مجال آلات التصفيح، تُستخدم تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في عمليتي التسخين والتشكيل لمختلف مواد الأغشية، مما يُحسن كفاءة الإنتاج وجودة المنتجات. عند درجة حرارة تسخين متساوية، ينخفض زمن التسخين لآلة التصفيح التي تستخدم سخانات بالأشعة تحت الحمراء بمعدل 30% في المتوسط مقارنةً بطرق التسخين التقليدية مثل التوصيل الحراري. تُظهر هذه البيانات أن الإشعاع تحت الحمراء يستطيع نقل الطاقة إلى المادة بسرعة أكبر وتسخينها بكفاءة أعلى. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الإشعاع تحت الحمراء يمكن امتصاصه بفعالية من قِبل المادة الغشائية الرقيقة، ويُحدث نقلًا حراريًا فعالًا داخل المادة، مما يؤدي إلى عملية تسخين سريعة وموحدة. بالإضافة إلى ذلك، تُحسّن آلات التصفيح التي تستخدم تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء تجانس سمك الفيلم ومستوى استواء سطح الفيلم بنسبة 20% مقارنةً بالطرق التقليدية للتسخين. ويرجع ذلك إلى أن الإشعاع تحت الحمراء يستطيع تحفيز اهتزازات ودوران الجزيئات داخل المادة الغشائية بشكل فعال، مما يعزز التوصيل الحراري والتفاعل بين الجزيئات، ويؤدي إلى تسخين أكثر انتظامًا داخل المادة. وهذا بدوره يُحسّن استقرار المنتج وجودته. علاوة على ذلك، تُحسّن تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء أيضًا بشكل كبير استواء سطح الفيلم. ومن الناحية الفيزيائية، قد يرتبط ذلك بأن الإشعاع تحت الحمراء يستطيع اختراق المواد الشفافة بفعالية وإحداث تأثيرات حرارية على سطح المواد. إذ يمكن للإشعاع تحت الحمراء أن يؤثر مباشرةً على سطح المادة ويحفز اهتزاز الجزيئات، مما يجعل سطح الفيلم يسخن بشكل أكثر انتظامًا، وبالتالي تحقيق تحسين كبير في استواء سطح الفيلم.
20
2024
/
03
بعض الاقتراحات لتوزيع مصابيح الأشعة تحت الحمراء في فرن التجفيف
بعض الاقتراحات لتوزيع مصابيح الأشعة تحت الحمراء في فرن التجفيف 1. نظرًا لأن الحرارة الإشعاعية للأشعة تحت الحمراء تنتشر في خط مستقيم، يجب أخذ المسافة والترتيب الخاص بسخانات الإشعاع تحت الحمراء في الفرن بعين الاعتبار، بحيث يمكن إشعاع الأجسام المُسخّنة بشكل كامل. 2. بالنظر إلى مبدأ التسخين بالأشعة تحت الحمراء، لا داعي للحفاظ على التدفئة لغرفة التجفيف في بعض التطبيقات. مع ذلك، فإن الحفاظ على درجة الحرارة في الفرن يلعب دورًا كبيرًا في تأثير التسخين والتجفيف للأشعة تحت الحمراء. وفقًا لمبدأ صعود الهواء الساخن، ينبغي تثبيت عدد أكبر من سخانات الأشعة تحت الحمراء في الجزء السفلي من غرفة التجفيف، وعدد أقل في الجزء العلوي. 3. كلما قصرت المسافة بين مشع الأشعة تحت الحمراء والأشياء المُسخّنة، ارتفعت كفاءة التسخين. تُظهر الاختبارات أن استخدام سخانات كوارتز عالية الكفاءة للأشعة تحت الحمراء لإشعاع صفيحة حديد مدرفلة مغلفة بحجم 100×150 ملم، استغرق الأمر 5 دقائق للتجفيف عند مسافة 100 ملم، و16 دقيقة للتجفيف عند مسافة 200 ملم، و32 دقيقة للتجفيف عند مسافة 300 ملم. ومع ذلك، إذا كانت المسافة الإشعاعية قريبة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى عدم توزيع متساوٍ للحرارة؛ لذلك، تكون المسافة العامة بين 150 و400 ملم. بالنسبة للتسخين بالأشعة تحت الحمراء باستخدام الناقل، لا داعي للقلق بشأن عدم توزيع الحرارة بشكل متساوٍ. المسافة العامة هي 50 ملم، والتي تحقق تأثيرًا أفضل في تسريع سرعة النقل. المسافة بين كل سخان للأشعة تحت الحمراء عادةً ما تكون بين 120 و150 ملم. جميع هذه المعالم هي فقط لأغراض مرجعية. 4. لا تتطلب غرفة التجفيف بالأشعة تحت الحمراء تدويرًا اصطناعيًا للهواء الساخن؛ لذلك، الغرض من نظام العادم هو فقط تصريف الغاز العضوي المتطاير من طبقة الطلاء لمنع حدوث انفجار بسبب تركيز زائد للغازات العضوية. بالإضافة إلى ذلك، تم تطبيق التسخين بالأشعة تحت الحمراء بسرعة في تجفيف طبقات الطلاء، مثل سخانات الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات المتوسطة الكربونية التي تتمتع بإشعاع قوي في نطاق طول موجي محدد، وتكون مناسبة لامتصاص طبقات الطلاء.
11
التدفئة بالأشعة تحت الحمراء في تطبيق تجفيف طبقة الطلاء
التدفئة بالأشعة تحت الحمراء في تطبيقات تجفيف أفلام الطلاء 1. امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة طبقة الطلاء الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الأشعة غير مرئية للعين المجردة. وهي تنتشر في خط مستقيم مثل الضوء المرئي، وتتميز بظواهر مثل انعكاس الموجات وانكسارها وامتصاصها وانتقالها. يقع الطول الموجي الرئيسي لطاقتها في نطاق من 1.0 إلى 16 ميكرون. تمتلك الراتنجات والمذيبات وحتى المواد غير العضوية مثل الأصباغ في الدهانات نطاقات امتصاص أوسع وأقوى في هذا النطاق الطولي. عادةً، يتم امتصاص 50% من الأشعة تحت الحمراء بواسطة طبقة الطلاء، بينما يمرّ الباقي عبر الطبقة ويتم امتصاصه بواسطة المادة المطلية. تمتص طبقة الطلاء الأشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى تقوية اهتزاز الجزيئات الداخلية وزيادة الطاقة، وبالتالي تسريع عملية بلمرة الراتنج العضوي واستخدام المذيبات، لتحقيق هدف التجفيف السريع. أما الأشعة تحت الحمراء التي تمر عبر طبقة الطلاء وتُمتص بواسطة مادة الطلاء، فتؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة مادة الطلاء. وبناءً على ذلك، تكون درجة حرارة الطبقة الداخلية لطبقة الطلاء أعلى قليلاً من درجة حرارة الطبقة الخارجية، مما يشكل عملية تجفيف تدريجي تنتقل من الطبقة الداخلية نحو الطبقة الخارجية، ويتدفق المذيب دون عوائق. ويتبخر المذيب من الداخل إلى الخارج، مما يقلل من مدة التجفيف ويجعل طبقة الطلاء صلبة ومشرقة. 2. مقارنة بين التسخين بالأشعة تحت الحمراء والتسخين بالهواء الساخن يستخدم التجفيف بالهواء الساخن الحمل الحراري التوصيلي لتسخين الطلاء، وهو أبطأ بكثير من التسخين بالأشعة تحت الحمراء. بشكل خاص، يستخدم التجفيف بالهواء الساخن الحمل الحراري لنقل الحرارة إلى طبقة الطلاء. تتعرض الطبقة الخارجية لطبقة الطلاء أولاً للهواء الساخن، لذلك فإن الطبقة الخارجية للطلاء هي أول ما يتصلب. وهذا يعيق تبخر المذيب في الطبقة الداخلية لطبقة الطلاء ودخول الأكسجين الموجود في الهواء (للراتنجات المبلمرة بالأكسجين)، مما يقلل من سرعة التجفيف. وعندما ينجح المذيب في الطبقة الداخلية أخيرًا في اختراق الطبقة الخارجية وتبخره، فإنه يترك مسامًا دقيقة في الطبقة الخارجية، مما يجعل الطلاء رخوًا. هناك فرق واضح في كفاءة الامتصاص بسبب اختلاف ألوان طبقة الطلاء. كلما كان اللون أغمق، زاد معدل الامتصاص، وكلما كان اللون أفتح، قل معدل الامتصاص. وهذا يؤدي إلى عدم تجانس عملية المعالجة بسبب اختلاف الألوان. إن مشعات الأشعة تحت الحمراء المصنوعة من الكوارتز لدينا مصنوعة من سبائك التنغستن عالية الحرارة أو سبائك النيكل والكروم عالية الحرارة، وتُختم عناصر التسخين هذه في زجاج الكوارتز إما بشكل محكم أو غير محكم. وتبلغ أطوال الموجات تحت الحمراء التي تشعها من 1.0 إلى 16.0 ميكرون، مما يجعلها تتوافق مع ألوان مختلفة من طبقات الطلاء. إن تقنية التسخين والتجفيف بالأشعة تحت الحمراء تقلل من وقت تجفيف طبقة الطلاء من عشرات الدقائق إلى بضع دقائق، كما تقلل من طول نفق التجفيف الفعال من عشرات الأمتار إلى بضعة أمتار. وتبلغ نسبة توفير الطاقة عمومًا 35 إلى 40%، وبعضها يصل إلى 70%. ونظرًا لأن التسخين بالأشعة تحت الحمراء فعال وسريع التجفيف، ويستغرق مساحة أقل في نفق التجفيف، ويتمتع بجودة تجفيف جيدة، ويوفر الطاقة، فقد أصبح مقبولًا بسرعة في تجفيف أفلام الطلاء.
29
02
مجفف بمصباح متوسط الموجة بالأشعة تحت الحمراء لطلاء الجلد
التدفئة بالأشعة تحت الحمراء هي طريقة تجفيف تستخدم الإشعاع لنقل الحرارة. إن إصدار الطاقة المشعة هو خاصية ذاتية لمختلف المواد. عندما تُثار الإلكترونات داخل ذرات المادة وتُستحث، ستتولد مجالات كهربائية ومغناطيسية متباينة، مما يؤدي إلى انبعاث موجات كهرومغناطيسية تنتشر في الفضاء، وهي ما يُعرف بالإشعاع. ولكل طريقة إثارة مختلفة أطوال موجية مختلفة للموجات الكهرومغناطيسية. والموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن درجة حرارة المادة نفسها أو حركتها الحرارية هي إشعاع حراري. إن الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو الطول الموجي 0.75 ~1000 ميكرومتر، والذي يصدر من مصدر الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة تحت الحمراء البعيدة، ينتشر مباشرةً نحو الجلد المجفف بسرعة الضوء. وعندما ترتبط ترددات الأشعة تحت الحمراء المنبعثة بحركة الجزيئات في الجلد، وتتطابق مع التردد الطبيعي للجلد، ويكون طول الموجة للإشعاع تحت الحمراء مساويًا للطول الموجي الذي يمتصه الجلد، فإن الجزيئات في الجلد ستزيد من حركتها، وتتحول طاقة الإشعاع تحت الحمراء الممتصة إلى طاقة حرارية، فترتفع درجة حرارة الجلد، وتتبخر المياه الموجودة فيه، وبالتالي يجف الجلد. لكل جسم على الأقل نطاق امتصاص واحد في الطيف الكهرومغناطيسي. وكلما قل عدد نطاقات الامتصاص لدى الجسم، ضعُف الامتصاص، وقلت قدرة المادة على امتصاص الأشعة تحت الحمراء. على سبيل المثال، الهواء لديه قدرة ضئيلة جدًا على امتصاص الأشعة تحت الحمراء. أما الماء السائل فهو من أكثر المواد نشاطًا في امتصاص الأشعة تحت الحمراء. والمواد الجافة عمومًا تسمح بسهولة بنفاذ الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة، لكن وجود الماء في هذه المواد يعزز بشكل كبير قدرتها على امتصاص الأشعة تحت الحمراء. لذلك، فإن مواد مثل السليلوز وجلد الخروف واللباد والمنتجات شبه المصنعة من الجلد مناسبة بشكل خاص للتجفيف بواسطة الإشعاع. وبما أن الجلد يمتص الأشعة تحت الحمراء، فإن الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي 2.0 ميكرومتر ~ 6.0 ميكرومتر لها تأثير تجفيف كبير بشكل خاص على الجلد. الجلد مادة بوليمرية رقيقة ومسامية. أثناء التجفيف بالأشعة تحت الحمراء، ستخترق جزء من الطاقة الجلد، بحيث يمكن للسطح والداخلية للجلد على حد سواء الحصول على طاقة حرارية. ومع استمرار تبخر الماء على سطح الجلد الرطب وامتصاصه للحرارة، ستنخفض درجة حرارة سطح الجلد، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجزء الداخلي من الجلد مقارنةً بدرجة حرارة السطح، مشكّلاً تدرجًا حراريًا يجعل اتجاه انتشار الحرارة في الجلد من الداخل إلى الخارج. وفي الوقت نفسه، وبسبب درجة الحرارة الداخلية للجلد، فإن حركة الرطوبة الناتجة عن التدرج تنتشر دائمًا من الجزء الداخلي ذي المحتوى الرطوبي الأعلى نحو الجزء الخارجي ذي المحتوى الرطوبي الأقل. إن انتشار الرطوبة الرطب داخل الجلد يكون في نفس اتجاه الانتشار الحراري، مما يسرع أيضًا عملية انتشار الرطوبة، وبالتالي يحسّن كفاءة التجفيف. بما أن عمق اختراق الإشعاع في الجسم (عمق الاختراق) يعادل تقريبًا الطول الموجي، فإن الأشعة تحت الحمراء المتوسطة أو البعيدة ذات الطول الموجي الأطول لها تأثير تجفيف أفضل من الأشعة تحت الحمراء القريبة. وعلى وجه الخصوص، فإن تردد إشعاع الأشعة تحت الحمراء المتوسطة يتطابق مع التردد الطبيعي لجزيئات البلاستيك البوليمر والماء وغيرها، مما يؤدي إلى اهتزاز جزيئات هذه المواد بقوة، وتتمتع هذه المواد بذروات امتصاص قوية للأشعة تحت الحمراء المتوسطة. وبعد أن تخترق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة أو البعيدة جوف هذه المواد، فإنها تُمتص بسهولة أيضًا من قبل هذه المواد. لذلك، فإن استخدام الأشعة تحت الحمراء المتوسطة أو البعيدة لتجفيف الجلد أكثر فعالية من استخدام الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة تحت الحمراء القريبة.
23
مزايا معالجة الجلد باستخدام سخان إشعاعي بالأشعة تحت الحمراء من الكوارتز
العلاج أو التجفيف بالجلد باستخدام إشعاع الأشعة تحت الحمراء من الكوارتز له الخصائص التالية: (1) إن استخدام سخانات عالية الكفاءة تعمل بالأشعة تحت الحمراء لتجفيف الجلد سريع نسبيًا، وأسرع بكثير من الاستخدام العام لأجهزة تجفيف بتيار الهواء الساخن البخاري والنقل الحراري. إذ أن انتقال طاقة الإشعاع تحت الحمراء مباشر، ويمكنها الوصول مباشرة إلى سطح الجلد دون المرور عبر أي وسيط وسيط، كما أن جزءًا من الإشعاع يمكنه اختراق الجزء الداخلي من مسام الجلد، بعمق اختراق يصل إلى 0.1 مم إلى 2.0 مم. ويتم امتصاص الإشعاع الصادر من المسام الشعرية بشكل شبه كامل بعد سلسلة من الانعكاسات على جدران المسام، لذلك تكون كفاءة نقل الحرارة عالية جدًا. وبالنسبة لنفس النوع من الجلد، فإن التجفيف باستخدام إشعاع الأشعة تحت الحمراء البعيدة يمكن أن يُقلّص وقت التجفيف بشكل كبير. (2) جودة التجفيف جيدة. بما أن الطبقة السطحية للجلد والطبقة الداخلية تحت السطح تمتصان إشعاع الأشعة تحت الحمراء البعيدة في الوقت نفسه، فإن التجفيف يكون موحدًا نسبيًا. وبعد التجفيف، تتحسن الخواص الفيزيائية للجلد ويتقدّم لونه. (3) مقارنةً بطرق التجفيف الأخرى بالإشعاع والطرق الكهربائية الأخرى، فإن تجفيف الجلد باستخدام إشعاع الأشعة تحت الحمراء من الكوارتز يستهلك طاقة أقل، حيث يمكن توفير أكثر من 50% من الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يتميز عنصر الإشعاع تحت الحمراء في جهاز التجفيف بالأشعة تحت الحمراء بتركيب بسيط وحجم صغير، وهو سهل وآمن في التشغيل. على الرغم من المزايا المذكورة أعلاه للتجفيف العالي الكفاءة بالأشعة تحت الحمراء، لا تزال هناك نقطتان يجب الانتباه إليهما أثناء التجفيف: (1) عند استخدام الإشعاع تحت الحمراء لتجفيف الجلد، يتقلص حجم الجلد بشكل كبير، بنسبة تتراوح بين 20% و30% بالنسبة للجلد المشبّك، وبين 4% و6% بالنسبة للجلد الأساسي. لذلك، من الأفضل أن يتم التجفيف في حالة مقيدة (ثابتة). (2) بسبب التجفيف بالأشعة تحت الحمراء، فإن الحرارة المُقدَّمة للجلد والمياه أكبر بكثير مما هو عليه عند استخدام طريقة البخار، حتى أنها قد تزيد عشرات المرات. وتوفّر مصدر الحرارة الخارجي حرارة قوية، ويكون فرق درجة الحرارة بين سطح الجلد والجزء الداخلي منه كبيرًا. لذلك، فإن سخانات الأشعة تحت الحمراء مناسبة بشكل خاص لتجفيف الجلود الرقيقة ولتجفيف سطح الجلد بعد الطلاء.
07
مدافئ إشعاعية بالأشعة تحت الحمراء في معدات الورق والصباغة
هناك ثلاث طرق أساسية لتسخين الأجسام: التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع. ويُعدّ التسخين بالأشعة تحت الحمراء نوعًا من التسخين بالإشعاع. وطاقة الإشعاع تحت الحمراء هي نوع من الطاقة الكهرومغناطيسية، وهي موجة كهرومغناطيسية تصدر عن مصدر تحفيز. وتنتشر الموجة الكهرومغناطيسية في الفضاء بسرعة الضوء. وبمجرد أن تلامس جسمًا ما، فإنها تؤدي إلى إحداث حركة رنينية في الجسيمات الأساسية المكونة للجسم. وستمتص الجسم الطاقة الموجودة فيها مباشرةً، وتحولها إلى طاقة داخلية - وهي طاقة حرارية - مما يؤدي إلى تسخين الجسم بسرعة، وتحقيق تأثيرات التجفيف والتنشيف والتشكيل عند درجات حرارة عالية. إن النظرية الأساسية لتقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء هي «مبدأ الامتصاص المتطابق الطيفي»، أي أن لكل مادة نطاقات طيفية ثابتة للتحفيز والامتصاص للأشعة تحت الحمراء. وفقط عندما يكون طول موجة الإشعاع الخاص بعنصر التسخين مطابقًا لطول موجة النطاق الرئيسي لامتصاص العنصر المُسخَّن، ستتمّ امتصاص طاقته المشعة وتحويلها إلى طاقة حرارية؛ وإلا فلن يتمكن المادة من امتصاص الطاقة بشكل فعّال، مما سيتسبب في هدر كبير للطاقة. وبفضل الجهود المتواصلة التي يبذلها الباحثون العلميون في بلادنا، أحدثت تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء التأثيرات التالية على معدات الطباعة والصباغة: (1) تصل نسبة توفير الطاقة الشاملة إلى أكثر من 40%. (2) شهدت المهارات التقليدية لآلة التشكيل طفرة كبيرة. ويتجلى ذلك بشكل خاص في وقت التثبيت؛ إذ كان الوقت اللازم في العملية التقليدية لا يقل عن 20 ثانية، لكن بعد استخدام مشعّر الأشعة تحت الحمراء الموجه، أصبح الوقت اللازم فقط 10 إلى 12 ثانية، أي أنه تم تقليص الزمن إلى النصف تقريبًا. كما تحقق المعايير الجودة وتعكس سرعة التسخين السريعة للأشعة تحت الحمراء، بالإضافة إلى قدرتها القوية على الاختراق. (3) تم تخفيض حجم هيكل المعدات وأعمال الصيانة. فبعد تطبيق تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء الموجهة، أصبح بالإمكان الاستغناء عن مرافق مثل الغلايات والأنابيب ومراوح الدوران وقنوات الهواء، مما يبسّط بشكل كبير هيكل المعدات وأعمال الصيانة. (4) أصبحت دقة درجة الحرارة أعلى. إذ تعتمد منظومة درجة الحرارة على نظام ذكي للتحكم المستمر في الإنتاج، مما يجعل التحكم في درجة حرارة الإشعاع دقيقًا جدًا وبسيطًا. يُعدّ توفير الطاقة وخفض الاستهلاك أحد الطرق المهمة التي تتيح للشركات خفض التكاليف، كما أن الحد من التلوث هو المطلب الأساسي للمجتمع المستقبلي في مجال حماية البيئة. وهذا يفتح آفاقًا واسعة أمام تطبيق تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء الكهربائية في صناعة الطباعة والصباغة.
01
مشاركة المعرفة: التسخين بالإشعاع تحت الحمراء في معالجة الطلاء
تصميم وتطبيق تقنية التسخين بالإشعاع تحت الحمراء في معالجة طلاء الأسطح تستخدم تقنية معالجة الطلاء بشكل عام التسخين بواسطة تدوير الهواء الساخن. يتميز التسخين بتدوير الهواء بدرجة حرارة موحدة داخل الفرن، وتتمتع هذه الطريقة بمرونة عالية في التعامل مع القطع المختلفة. لكن من عيوبها استهلاك كبير للطاقة، وبطء التسخين بالنسبة للقطع السميكة، بالإضافة إلى احتلال المعدات لمساحة كبيرة. ولتجاوز هذه العيوب، تعتمد تقنية التسخين بالإشعاع تحت الحمراء على تسخين القطع من الداخل إلى الخارج، مما يحل مشكلات مثل الاستهلاك العالي للطاقة وانخفاض سرعة التسخين. على الرغم من أن التسخين بالإشعاع تحت الحمراء يتمتع بمزايا كفاءة عالية في التبادل الحراري، واستجابة سريعة، ووقت جفاف قصير، وجودة جيدة في معالجة الطلاء، إلا أنه يعاني أيضًا من عيوب مثل عدم انتظام مجال درجة الحرارة في صندوق المعالجة، والظلال على القطع ذات الأشكال المعقدة، مما يؤثر في النهاية على جودة الطلاء والجفاف. وللتغلب على العيوب المذكورة أعلاه الناجمة عن استخدام التجفيف بالأشعة تحت الحمراء وحدها، تم إعداد نظام لتدوير الهواء البارد ونظام لتصريف الهواء الساخن في المنطقة ذات درجات الحرارة العالية جنبًا إلى جنب مع التسخين بالأشعة تحت الحمراء. ويمكن ضبط حجم الهواء وسرعة الرياح في كليهما. وعند التصميم، يجب الانتباه إلى نظام التصريف؛ إذ ينبغي أن يكون حجم الهواء المُرسل أكبر قليلًا من حجم الهواء البارد الداخل إلى النظام. وبعد إنتاج المعدات وتشغيلها، ثبت أن الأثر كان جيدًا جدًا. ذلك لأن الهواء البارد المُرسل إلى الفرن يدفع تدوير الهواء الساخن داخل صندوق المعالجة، مما لا يسمح فقط بنقل الحرارة بشكل متساوٍ إلى جميع أجزاء القطعة ذات الشكل المعقد، بل يتجاوز أيضًا العيوب الحتمية الناتجة عن ظلال ناتجة عن انتقال الحرارة بالإشعاع. كما يمكنه إزالة طبقة الفيلم الهوائي الممتص على سطح القطعة، مما يسرع من معدل الانتشار الخارجي للقطعة، ويؤدي إلى خروج المذيب وبخار الماء بسرعة من غرفة التجفيف، وبالتالي خفض الرطوبة النسبية وتركيز المذيب في الصندوق. تأثير تقنية التسخين بالإشعاع تحت الحمراء في معالجة طلاء الأسطح من أجل اختبار تصميم التقنية وتأثير استخدامها، وبعد اكتمال تركيب المشروع وضبطه، تم اختبار ارتفاع درجة الحرارة في صندوق المعالجة بأكمله باستخدام جهاز تتبع درجة حرارة فرن من ست نقاط وبرمجيات قياس درجة الحرارة. خلال مرحلة التسخين، تختلف سرعة التسخين بين أجزاء القطعة؛ فكلما اقتربنا من الجزء العلوي، زادت سرعة التسخين، بينما تطول فترة التسخين الكلية. بعد تركيب مدفأة للإشعاع تحت الحمراء عند المدخل، أصبح تسخين القطعة أسرع وانخفض وقت التسخين بشكل كبير؛ كما أن منحنيات درجة الحرارة لكل جزء من القطعة تتميز بتداخل كبير، وترتفع المنحنى بشكل مستقر خلال مرحلة التسخين، وتتذبذب المنحنى بشكل طفيف جدًا خلال مرحلة الحفاظ على الحرارة. ليس من الصعب ملاحظة أنه بعد التسخين بواسطة نظام التسخين بالإشعاع تحت الحمراء، تتقاطع منحنيات درجة الحرارة لأجزاء القطعة تقريبًا، مما يشير إلى تحسين كبير في تزامن ارتفاع درجة الحرارة على سطح القطعة، وبالتالي يصبح تسخين القطعة أكثر انتظامًا، ويتحسن تصلب طبقة الطلاء، وينخفض وقت التسخين بشكل كبير، وبعد هذه المرحلة، تبقى درجة الحرارة في صندوق المعالجة بأكمله أكثر استقرارًا مع تقلبات طفيفة جدًا. الخلاصة 1) في صندوق معالجة طلاء الأسطح، يُنصح بترتيب نظام التسخين بالأشعة تحت الحمراء في قسم التسخين عند المدخل. تُستخدم تقنية التجفيف بالإشعاع تحت الحمراء خلال مرحلة التسخين، بينما تُستخدم تقنية التجفيف بالحمل القسري في النصف الثاني. إن الجمع بين هاتين التقنيتين يجعل التصميم أكثر تحسينًا ومعقوليةً. 2) يجب تقسيم مكونات التسخين بالأشعة تحت الحمراء وتجميعها بشكل مناسب وفقًا لظروف التصميم، وتنظيم عناصر التحكم في درجة الحرارة بشكل علمي. هذا يساعد على التحكم في درجة الحرارة وضبطها أثناء التجفيف بالأشعة، مما يجعل ارتفاع درجة الحرارة أكثر استقرارًا. 3) التصميم الأمثل لهيكل نظام التسخين بالأشعة تحت الحمراء يتيح ضبطًا ثلاثي الأبعاد للموقع النسبي بالنسبة للقطعة في مساحة محدودة. 4) منطقة التسخين بالأشعة تحت الحمراء مجهزة بنظام قسري لتدوير الهواء الساخن، مما يساهم في تسخين القطعة بشكل موحد ويحسن من تأثير معالجة طلاء الأسطح.
16
تقنية التدفئة بالأشعة تحت الحمراء في عملية تجفيف الشاي
تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء في تجفيف الشاي بعد سلسلة من الدراسات، تبيّن أن تطبيق تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء في تجفيف الشاي يمكنه تحسين جودة الشاي. بعد سلسلة من الدراسات التجريبية، فإن أفضل المعلمات ذات الصلة بمعالجة الشاي هي كما يلي: تُحدد طاقة فرن الميكروويف بـ 10 كيلوواط، وتُقدَّر كمية الأوراق بـ 0.5 كيلوغرام في الدقيقة، ويتم ضبط إعداد الأشعة تحت الحمراء على 6 كيلوواط. عند تجفيف أوراق الشاي، نبدأ أولاً باستخدام فرن الميكروويف لإشعاع الأوراق لمدة دقيقة ونصف، ثم نستخدم نفس الطريقة للإشعاع بالأشعة تحت الحمراء. عند استخدام هذه التقنية في المعالجة، تكون جودة الشاي المنتج أعلى من جودة الشاي العادي، كما أن تكلفة العملية منخفضة نسبياً، مما يتناسب أكثر مع الاحتياجات الفعلية للناس. ويستند تطبيق هذه التقنية في تجفيف الشاي بشكل رئيسي على معدات ميكروويف-أشعة تحت الحمراء ميكانيكية متقدمة ومعدات تجفيف مستمرة بالتسخين الكهربائي بالأشعة تحت الحمراء، والتي تستطيع صنع شاي مثالي حتى في الأيام الممطرة. على سبيل المثال، عند تجفيف شاي أولونغ، يتم ضبط درجة حرارة التجفيف بشكل رئيسي عند حوالي 40 درجة مئوية، ويُستخدم الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء بكثافة 1 كيلوواط لتسخين وتذويب أوراق الشاي. أما خطوات المعالجة الأخرى، فيتم تنفيذها وفق الإجراءات العادية. ويمكن للشاي الأولونغ المصنوع بهذه الطريقة أن يمنح الناس تجربة شمية أفضل، بعطر غني وناعم للغاية، ويتمتع بجودة أعلى من شاي أولونغ المعالج بالطرق التقليدية. ويرجع ذلك أساساً إلى أن الحرارة الناتجة عن التسخين بالأشعة تحت الحمراء تُستخدم لمعالجة نسيج الوسط في أوراق الشاي في صورة أشعة إشعاعية تحت الحمراء، مما يؤدي إلى توليد كمية معينة من الطاقة الحرارية وتحسين تجانس تسخين أوراق الشاي. إن استخدام تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء في عملية خبز الشاي يتميز بالكفاءة العالية ووقت التجفيف القصير، مما يساعد على توفير مختلف التكاليف. وبالمقارنة مع طريقة التجفيف التقليدية بالهواء الساخن، فإن التسخين بالأشعة تحت الحمراء يستطيع الحفاظ بشكل فعال على عطر أوراق الشاي. وبالمقارنة مع تقنية التسخين والتجفيف بالميكروويف، لا يتيح التسخين بالأشعة تحت الحمراء فقط تسخين أوراق الشاي بشكل متجانس أثناء المعالجة، بل يمنع أيضاً فقدان الماء من الأوراق، ويحافظ بشكل فعال على العطر الطبيعي لأوراق الشاي، ويحسن إنتاجية الأوراق. وتُعد تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء أكثر ملاءمة لاحتياجات الناس في تسخين وخبز الشاي، مما يوفر عليهم المزيد من التكاليف في عمليات معالجة وتصنيع الشاي.
13
2023
12
