Особливості інфрачервоного випромінювання
Інфрачервоний нагрів - це нагрівання матеріалів електромагнітним випромінюванням з довжиною хвилі (інфрачервоне випромінювання). Інфрачервоний нагрів заснований на властивості матеріалів поглинати випромінювання в даному діапазоні довжин хвиль. При відповідному підборі спектру випускання інфрачервоного випромінювача досягається глибинний або поверхневий нагрів опромінюється тіла, а також його локальна сушка без нагріву всього об'єкту. Вперше інфрачервоний нагрів в промисловому масштабі було застосовано в 30-х рр. XX століття в США на заводах Форда для випалу емалі на кузовах автомобілів [1].
Джерелом енергії при інфрачервоному нагріві служать інфрачервоні випромінювачі, що складаються з джерела енергії (нагрітого тіла) і відбивача. Залежно від ступеня нагріву джерел їх умовно поділяють на низькотемпературні, що нагріваються до температур менше; середньотемпературні - від до; високотемпературні - вище. Як джерела теплового випромінювання застосовують: трубчасті електричні нагрівачі; дзеркальні сушильні лампи; електричні нагрівачі, що складаються з вольфрамової спіралі, яка поміщена в герметичну кварцову трубку, наповнену інертним газом і парами йоду і ін. Установки інфрачервоного нагріву є камери, тунелі або ковпаки, розміри і форми яких відповідають розмірам і формі оброблюваних виробів. Випромінювачі зміцнюють на внутрішній стороні установки; відстань між ними і поверхнею нагріваються предметів зазвичай становить. У промисловості інфрачервоний нагрів широко застосовують для нагріву до порівняно невеликих температур низькими тепловими потоками (сушка лакофарбових матеріалів, овочів, фруктів; нагрів термопластичних матеріалів перед формуванням; вулканізація каучуку і ін.).
Інфрачервоне випромінювання генерується будь-яким нагрітим тілом. Тіла, що мають температуру вище. є джерелом короткохвильового інфрачервоного випромінювання.
Однією з кількісних характеристик випромінювання є інтенсивність теплового опромінення. або. яку можна визначити як енергію, що випромінюється з одиниці площі в одиницю часу.
Залежно від довжини хвилі змінюється проникаюча здатність інфрачервоного випромінювання. Найбільшу проникаючу здатність має короткохвильове інфрачервоне випромінювання (), яке проникає в тканини людини на глибину в кілька сантиметрів. Інфрачервоні промені довгохвильового діапазону () затримуються в поверхневих шарах шкіри.
Вплив інфрачервоного випромінювання на людину
Вплив інфрачервоного випромінювання може бути загальним і локальним. При довгохвильовому випромінюванні підвищується температура поверхні тіла, а при короткохвильовому - змінюється температура легких, головного мозку, нирок і деяких інших органів людини. Значна зміна загальної температури тіла (на) відбувається при опроміненні інфрачервоними променями великої інтенсивності. Впливаючи на мозкову тканину, короткохвильове випромінювання викликає «сонячний удар». Людина при цьому відчуває головний біль, запаморочення, почастішання пульсу і дихання, порушення координації рухів, можлива втрата свідомості [20].
Вплив інфрачервоного випромінювання на навколишнє середовище
Теплова радіація підвищує температуру навколишнього середовища, погіршує її мікроклімат, що може привести до перегріву організму.
У виробничих умовах теплова енергія виділяється [20]:
# 45; від плавильних, нагрівальних печей та інших термічних пристроїв;
# 45; від охолодження нагрітих або розплавлених металів та ін.
Близько теплової енергії поширюється в навколишньому середовищі шляхом інфрачервоного випромінювання. Промениста енергія, проходячи майже без втрат енергії простір, знову перетворюється в теплову енергію.
Теплове випромінювання не має безпосереднього впливу на навколишнє повітря, вільно пронизуючи його.
Виробничі джерела променевої теплоти за характером випромінювання можна розділити на чотири групи:
1) з температурою випромінюючої поверхні до (зовнішня поверхня термічних печей та ін.). Їх спектр містить інфрачервоні промені з довжиною хвилі;
2) з температурою поверхні від до (відкрите полум'я, розплавлений чавун і ін.). Їх спектр містить переважно інфрачервоні промені з довжиною хвилі;
3) з температурою від до (розплавлена сталь і ін.). Їх спектр містить як інфрачервоні промені аж до коротких з довжиною хвилі. так і видимі великий яскравості;
4) з температурою вище (полум'я електродугових печей, зварювальних апаратів та ін.). Їх спектр випромінювання містить, поряд з інфрачервоними і видимими променями, ультрафіолетові промені.