Справочная книга по светотехнике - Айзенберг Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Эффективность иагрева излучением зависит от спектрального состава излучения и его соответствия спектральному поглощению и толщине нагреваемого материала. При слабом поглощении и малой толщние материала большая часть потока излучения Ф„ проходит сквозь тело и не принимает участия в его иагреве (кривая 1 иа рис. 17.6). В случае сильного поглощения излучение поглощается в поверхностном слое, а нагрев глубинных слоев осуществляется за счет теплопроводности (кривая 2). При двухслойном теле в виде пленки тол-
Рис. 17.6. Поглощение оптического излучения. а — однослойным телом; 0 — пленкой на подложке.
щииой Д иа подложке картина усложняется. Сильно поглощающая пленка сводит ситуацию к предыдущему случаю (кривая 2 на рис. 17.6 6). Если пленка слабо поглощает излучение, то эффективность процесса нагрева определяется оптическими свойствами подложки. Наиболее благоприятный случай для нагрева излучением— прн сильно поглощающей подложке: значительная часть теплоты (1—р) Фд выделяется на границе подложки и слоя, а температура внутри тела выше, чем иа его поверхности.
Целесообразность применения ОИ для иагрева в основном зависит от свойств материала. Во-первых, лучистый нагрев малоэффективен для материалов с высоким коэффициентом отражения излучения. Во-вторых, из-за небольшой глубины проникновения ОИ в вещество основной областью использования ИК иагрева является нагрев тонких объектов. При большой толщине объектов возможно применение ИК иагрева для материалов с хорошей теплопроводностью. В-третьих, ИК иагрев более пригоден для объектов простой формы.
Таблица 17.4. Общая характеристика облучательных установок нагрева
Область применения (отрасль) Объект нагрева (приемник оптического излучения) Уровень облученности (ориентировочно). кВт/м* Температура иагрева (ориентировочно). ®С
Имитация теплового барьера, плавка. сварка (машиностроение, металлургия) Корпус летательного аппарата, металлы, стекло До 1500 1500—3100
Иагрев перед коакой (металлургия) Металилческие заготовки, слитки 100—500 700—1250
Нагрев пластических материалов перед формованием (машиностроительная, лег. кая) Пластические материалы 0,5-5 50—20Э
Пайка радиодеталей (электрон, ная, радиотехни* ческая) Свинцово-оло-вянный припой 15—20 280—350
Нанесение ас-фальто-бетон-ных покрытий (строительство н ремонт дорог) Бнтум 20—25 До 500
Отопление Терапия (медицина) Кожа н одежда человека Кожа человека 0,05—0,2 До 100 Обеспечение теплового комфорта До 43,5 (болевые ощущения)
Стерилизация (медицина) Хирургические инструменты и др. 30—50 до 500
Примерами установок высокотемпературного иагрева при сварке, пайке металлов с высокой температурой плавления (до 2000 °С) являются установки УРАН-1 и УСС-1 [17.14]. Источник излучения в УСС-1—короткодуговая ксеноиовая ЛСВД с водоохлаждаемымн электродами мощностью 4 кВт. В качестве концентратора используется эллиптический отражатель. Поток излучения в пятне диаметром 10 мм равен 700 Вт, при энергетической светимости в пятне диаметром 2 мм— 2300 Вт/см2. Общий вид установки показан на рис. П.31, Ь.
438
Облучательные светотехнические установки
(Разд. 17
Установки ИК отопления служат для обеспечения теплового комфорта работающих, когда применение традиционных систем отопления малоэффективно.
Для местного обогрева людей в объектах временного характера (ларьках, палатках, бараках, зимних спортивных сооружениях), а также иа открытом воздухе (иа террасах, балконах, верандах) используются ИК электрокамины, которые выпускаются в СССР в соответствии с требованиями, изложенными в [17.15]. Общий вид образцов электрокаминов приведен иа рис. П.31, г—в. Руководящие указания по проектированию устаиовок ИК отопления даиы в [17.10]. Общая харак-тернстнка ОСУ нагрева дана в табл. 17.4.
17.3. ОБЛУЧАТЕЛЬНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ФОТОХИМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
Процесс фотохимического действия излучения можно разделить на три стадии: 1) акт поглощения, при котором появляется молекула в электронио-возбуждеи-ном состоянии, 2) первичные фотохимические процессы и 3) вторичные илн «темиовые» реакции, протекающие с продуктами первичных процессов. Молекулы, находящиеся в электронно-возбужденном состоянии, могут претерпеть в дальнейшем одно из следующих фотохимических превращений: фотораспад, фотоприсоединеиие, фотоперенос электрона, фотополнмеризацию, фотоперегруппировку [17.16—17.19]. Возможны фотохимические процессы, прн которых возбужденная молекула (атом) передает энергию другой молекуле, претерпевающей в дальнейшем химические превращения—фотосеисибнлн-зированные реакции.
Облучательные установки фотохимического действия подразделяются иа установки для процессов, протекающих в объеме, и установки для процессов, протекающих в поверхностном слое (рис. 17.7). В случае поверхностных процессов толщина приемника много меньше его длины и ширины. Объемные процессы происходят в объеме реагирующей среды и для получения максимального эффекта облучатели помещаются непосредственно в эту среду (газовую нлн жидкостную).
17.3.1. УСТАНОВКИ ОБЪЕМНОГО ФОТОХИМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
