Giriş

(IR) Kızılötesi ışınlar / Isı radyasyonu nedir?
Isı radyasyonu tanımı ile, ışıyan bir cisim tarafından yaklaşık 0,04…800
mm bir alanda elektromanyetik dalgalar şeklinde yayılan enerji anlaşılır.Görünen ışık 0,04…0,8 mm dalga boyu aralığını kapsarken, bundan sonraki dalga boyu 0,8 den 800 mm’ye kadar olan kısım ısı radyasyonunun ana bölümünü kapsar.

Farklı sıcaklıklardaki iki cisim bu durumu dengelemek için uğraşır, şöyle ki daha sıcak olan cisim soğuk olana ısı radyasyonu ile sıcaklık verir, ona kızılötesi ışınlar gönderir. Kızılötesi ışınlar, ısı enerjisinin elektromanyetik ışın ile taşındığı bir direkt ısıtma metodudur.Isıtılacak ürünler, elektrikli ısıtma cihazları -yayıcılar da denir- tarafından üretilen ışına maruz bırakılır. Endüstriyel alanda kullanılan ısı radyasyonu dalga boyu 0,8 den 10 mm arasıdır.

INFRATEC - Elektrikli kızılötesi yayıcılar emisyon (yayım) alanı 0,8 ila 3, mm arasında çalışır. Gazla çalışanların yayım alanı 1,9 ila 3, mm’dir.

Işıma ile ısıtmada, konveksiyonla ısı transferinde olduğu gibi gaz (hava) veya buhar gibi bir taşıyıcı ortama ya da iletkenlikle ısı transferinde olduğu gibi metal yada katı bir maddeye ihtiyaç yoktur.Bundan dolayı (Kızılötesi) IR-yayıcısı ile ısı transferi için yayıcı ve parça/malzeme arasında hava - veya gazın durumu önemsizdir.

Kapsamlı deneyler, ısı verme derecesi 850°C ile 900°C arasında ve dalga boyu 2,3 ve 2,7 mm olan orta dalgalı yayıcıların, boya - ve toz kurutma alanında bir gelişme için en uygun olduğunu gösterdi.Boya ve plastiklerin absorbsiyon dereceleri genelde CH - bandı (ana absorbsiyonu 3,5 mm olan) ve OH- bandı (ana absorbsiyonu 3,0 mm olan) ile belirlenir.

İyi bir kuruma veya katılaşma sadece yayıcının, plastiklerin ana absorbsiyon alanından daha kısa dalgalı olduğu zaman elde edilir.

Işınla ısıtmanın transferi için belirlenmiş büyüklükler:

- Işıyan yüzeyin yayımı (emisyonu), yani, enerji verme
- Işınlanan yüzeyin absorbsiyon derecesi, Yani, onun mutlak enerji alımı veya rölatif enerji alımına oranla verilen ısı miktarı
- Işınlanan yüzeyin yansıtması, Yani, verilen ve alınan enerjinin farkı veya rölatif verilen enerji ile alınan enerjinin farkının verilen enerjiye oranı.
- Işınlanan yüzeyin geçirgenliği Yani, yüzeyden geçen enerjinin yüzeye gelen enerjiye  rölatif oranıdır.

Işınla ısıtmanın ideal durumundan absorbsiyon dereceleri olabildiğince yüksek, ışınlanan maddenin yansıma- ve geçirgenlik değerleri olabildiğince düşük olmalı böylece yüksek derecede ısı transferine ulaşılsın.

Yüksek tesir derecesi, arada enerji transferi için taşıyıcı yoktur, böylece gereksiz kayıplar olmaz veya minimuma indirililebilir.

Isı transfer prensibi için örnek

 

Yayılan ışınım enerjisi ve kullanılan emisyon spektrumu, dereceye ve ışın yüzeyine bağlıdır.

Kullanılan sınıflandırmalar;
Işın yüzey sıcaklığı 500
°C ye kadar:     uzun dalgalı koyu yayıcı
Işın yüzey sıcaklığı 500
°C den yüksek: orta ve kısa dalgalı kırmızı yayıcı

Maksimum dalga boyu 2,5 mm olan 900°C pek çok ürünün emme spektrumuna uygun karakteristik bir emisyon spektrumuna sahiptir. Kırmızılaşan yüzey sıcaklığının değişmesi ile bu temel spektrum değişebilir.

Başlıca görevlerden biri, „ışın gölgelerini“ engellemek ve temiz bir ışın kurutucusu ile, yani IR-bölümünde ek bir ısı enerjisi olmadan çalışmaktır.

 

Bunun için, ışını bir çeşit „bilardo etkisine“ yansıtan ve böylece „ışın gölgelerini“ engelleyen özel reflektörler bulunmuştur. Reflektörlerin hava ile çarpışmasından dolayı, uçuşan partiküller ve tozlar, vantilatörün çekme bölümüne konulması gereken filtreye gönderilir. Bu az miktardaki özel havalandırmalı çevre havası, ısının yayıcılarda birikerek ısınmasını engeller ve aynı zamanda iş parçasının yüzey sıcaklığını homojenleştirir. Yayıcılar iş parçasını şekline veya uygun kurutma – veya ısıtma biriminin geçit kesitine uydurulur.