مصباح حراري IR قوي للتطبيقات الفضائية والبحث العلمي

يمكن استخدام تقنية التدفئة بالأشعة تحت الحمراء لمحاكاة الحرائق وسيناريوهات درجات الحرارة العالية والحرارة الشديدة لأغراض بحثية علمية معينة. مثل اختبار كثافة تدفق الحرارة في صناعة النسيج (الذي يُطلب أن تصل قيمته إلى 60 كيلوواط/م²)، واختبار مقاومة درجة الحرارة للأقمشة المخصصة لمكافحة الحرائق ومعدات الاتصال الخاصة بمكافحة الحرائق (التي يُطلب أن تصل قيمتها إلى 200 كيلوواط/م²)، واختبار أداء المكونات المتخصصة للمركبات الجوية الفضائية تحت ظروف حرارة قصوى (تصل درجة الحرارة إلى ما بين 800 و1000℃).

1. التسخين السريع: يتم امتصاص طاقة ضوء الأشعة تحت الحمراء مباشرةً بواسطة جزيئات المادة، وتكون كثافة طاقة ضوء الأشعة تحت الحمراء كبيرة جدًا، لذا فإن درجة حرارة سطح المواد المُسخَّنة ترتفع بسرعة. إن سرعة التسخين بالأشعة تحت الحمراء هذه أعلى بكثير وأكثر كفاءة من سرعة التوصيل والحمل الحراري. فالأخيران يتطلبان تصادمات جزيئية تنتقل خطوةً بخطوة عبر تحويل الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.

2. التسخين بالأشعة تحت الحمراء هو تسخين سطحي بشكل أكبر. كما ذُكر أعلاه، فإن أنبوب سخان الأشعة تحت الحمراء متوسط الموجة يسخن سطح الجسم بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى فارق كبير في درجة الحرارة بين السطح والجزء الداخلي من الجسم. وتُعد هذه الميزة كبيرة لغرض التسخين السريع لسطح الجسم، إذ لا تؤدي إلى تغييرات كبيرة في درجة حرارة المادة ككل. وهذا يتيح توفير الطاقة دون التأثير الكبير على الرطوبة أو الخصائص الكيميائية أو الإجهاد وغيرها من العوامل الخاصة بالجسم. لكن لهذه الطريقة أيضًا عيب، وهو التسخين غير المتجانس للأجسام ذات الأشكال غير المنتظمة، إذ يتسبب هذا العيب في حدوث فروق في درجة الحرارة. وفي هذه الحالة، يمكن استخدام الهواء الساخن للحصول على تسخين موحد باستخدام أنابيب سخان الأشعة تحت الحمراء.

3. يتمتع التسخين بالأشعة تحت الحمراء بقدرة اختراق معينة. يمكن لطول موجة أنبوب سخان الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة أن يخترق سطح الجسم إلى عمق معين، وعندما تمتص الجزيئات داخل هذا العمق الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة، فإنها تُسخّن من الداخل إلى الخارج في الوقت نفسه. ويتمتع هذا الأسلوب بمزايا كبيرة مقارنةً بالتدفئة بالتوصيل والحمل الحراري؛ فهو لا يقتصر على تسخين سريع فحسب، بل يتجنب إلى حد كبير ظاهرة إغلاق السطح وتكوّن الفقاعات.