加热法简介

加热干燥的方式有传导（包括对流）加热和辐射加热两类。红外加热干燥属于辐射加热。20世纪60年代以前，工业上采用的红外加热法都是用红外灯作为辐射源。红外灯是以钨丝作灯丝，抽空密封在玻璃或石英外壳内，与常见的白炽灯的结构相同，外形上有所区别,钨丝被加热到2000K以上，透过玻璃外壳发射出来的红外辐射集中在1～3微米以内，称为近红外加热。70年代起出现了远红外加热技术，用热电丝通电或煤气燃烧加热碳化硅之类的加热器，其表面覆盖一薄层发射率高的辐射涂料。把加热器的温度控制在400℃左右，则发射出来的红外辐射大都在4微米以外。远红外加热器的工作温度较低，经支架等的热传导损失、无用的辐射损失都可大大减小。其次，远红外加热表面都有一层发射率很高的涂层,一般>0.80,提高了电能(或煤气能)转变成辐射能的效率。另一方面，大部分干燥过程要求把油漆中的有机溶剂或谷物中的水分挥发掉，各种有机溶剂和水在 4～25微米范围内有很多吸收带，容易吸收长波红外。因而提高了辐射的利用率。远红外加热与近红外加热相比可节省15%～30%的能源，而且干燥后的表面质量更好。

本书阐述了红外干燥中的传热、传质理论问题，也探讨了红外干燥中的工程问题，并介绍大量的红外干燥实验研究及红外干燥应用研究。本书分为7篇共22章。

第1篇阐述了红外辐射加热理论；第2篇介绍了电红外与燃气红外辐射加热器；第3篇介绍了红外热辐射干燥动力学－影响红外干燥速率的内在因素与外在因素及工程干燥优化温度的选择；第4篇介绍了涂料的红外干燥及薄层涂膜（烤漆）干燥试验研究；第5篇介绍了红外木材干燥，其内部水分迁移的理论、实验室实验与工程研究；第6篇介绍了中药饮片热风与红外干燥工业生产基础数据实验研究及果蔬应用干燥研究；

第7篇介绍了中药饮片、果蔬干燥机及高效节能干燥机进展。

本书可供能源动力、汽车、食品、化工、建材、冶金、林产加工、化工机械、工程热物理、环保、理疗、保健、纺织、太阳能等专业人员阅读参考，也可作为上述领域的大学生、研究生、博士生的选修教材。

褚治德，天津大学机械学院，教授、博导，多年从事能源动力领域的教学与科研工作，从事红外辐射加热干燥原理与应用的研究工作，并有多部著作。

第1篇红外辐射理论

第1章红外辐射的基本理论002

1.1红外辐射的基本概念002

1.2普朗克黑体辐射定律004

1.3爱因斯坦光电效应量子论006

1.4维恩位移定律009

1.5斯蒂芬-玻尔兹曼定律009

1.6兰贝特定律012

1.7基尔霍夫定律013

第2章表面间的辐射换热015

2.1角系数及黑体表面间辐射换热015

2.2灰体表面间的辐射换热019

2.3辐射与对流换热热流密度的计算022

2.4辐射换热热流密度与对流换热热流密度的对比研究——节能减排的理论研究025

第3章国际与国内红外标准、量子学说和分子内部的能级034

3.1国际标准红外辐射波长的划分034

3.2历史上对红外区波段的划分035

3.3红外国家标准与国际标准036

3.4量子学说和分子内部的能级036

3.5分子的振动机理——红外吸收光谱的产生038

3.6红外发射光谱与吸收光谱的测量040

第2篇电红外与燃气红外辐射加热器

第4章电红外辐射加热器044

4.1碳化硅红外辐射加热器044

4.2乳白石英红外辐射加热器045

4.3镀金石英红外辐射加热器046

4.4陶瓷红外辐射加热器047

4.5电阻带式红外辐射电加热器047

4.6集成式电阻膜红外辐射加热器050

4.7高温烧结直热式YHW型红外辐射加热器050

4.8搪瓷红外辐射加热器051

4.9灯形红外辐射加热器052

第5章燃气红外辐射加热器054

5.1表面燃烧式多孔陶瓷板燃气红外辐射加热器054

5.2多孔陶瓷板金属网燃气红外辐射加热器055

5.3金属网燃气红外辐射加热器055

5.4多孔介质燃气红外辐射加热器056

5.5非回流式燃气燃烧辐射管红外辐射加热器057

5.6回流式燃气燃烧辐射管红外辐射加热器058

5.7催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器059

第3篇红外热辐射干燥动力学及工程干燥优化温度的选择

第6章红外热辐射干燥动力学Ⅰ——影响红外干燥速率的内在因素064

6.1湿物料与水的相互作用064

6.2毛细管多孔胶体材料的吸收光谱066

6.3红外辐射的穿透性068

6.4毛细管对水分的束缚力071

6.5平衡水分和自由水分073

6.6木材的纤维饱和点及平衡含水率074

6.7典型毛细管多孔胶体结构特点077

6.8水同物料的结合能与单位脱水量的能耗078

第7章红外热辐射干燥动力学Ⅱ——影响红外干燥速率的外在因素081

7.1国内外干燥理论综述081

7.2非稳态红外干燥动力学方程083

7.3料层厚度对干燥速率的影响084

7.4物料初湿含量对干燥速率的影响085

第8章干燥工程优化温度的选择086

8.1油漆(涂料)干燥的优化温度选择086

8.2毛细管多孔胶体干燥的优化温度选择086

8.3毛细管多孔体干燥的优化温度选择087

8.4新材料干燥的优化温度选择087

8.5辐射器温度的优化选择及两实际物体表面间的辐射换热计算087

第4篇涂料的红外干燥及薄层涂膜(烤漆)干燥试验研究

第9章涂料的红外辐射090

9.1涂膜简介090

9.2涂料分类及涂膜生成机理简介091

9.3吸收光谱与红外辐射涂料095

9.4碳化硅高发射率涂料097

9.5三氧化二铁系列高温高发射率涂料098

第10章红外辐射涂膜烘道100

10.1红外辐射桥式烘道简介100

10.2红外辐射涂膜烘道设计101

10.3高温定向辐射红外干燥开放式烘道102

第11章红外辐射加热在涂装工程中的应用105

11.1国内外红外辐射薄层烤漆进展105

11.2汽车钢圈丙烯酸罩光漆的红外辐射烘烤105

11.3辐射加热器与被烤工件的辐射换热与计算108

11.4兰胎竹漆器红外辐射烘烤109

11.5自行车挡泥板的红外辐射烘烤112

11.6红外定向辐射加热胶合板单板干燥113

11.7木质人造板制品粉末涂装红外辐射加热快速固化技术的研究与应用119

11.8红外辐射技术在纺织行业中的应用138

11.9红外辐射技术在塑料加工中的应用141

11.10红外辐射在造纸烘干工艺中的实验研究143

第5篇木材内部水分迁移的理论、实验室实验与工程研究

第12章恒条件与变条件下干燥过程的实验规律150

12.1国内外恒条件与变条件下干燥过程实验简述150

12.2变条件下的模拟实验方案150

12.3升温速率对干燥的影响152

12.4升速段增湿对干燥速率的影响154

12.5恒速段吹风对干燥速率的影响155

12.6降速段降温对干燥速率的影响156

12.7间断辐照对干燥动力学的影响157

第13章木材内部自由水分蒸发（迁移）的理论研究158

13.1木材内部自由水分蒸发(迁移)的毛细管理论158

13.2木材内部水分蒸发(迁移)的温度应力理论161

13.3低温红外木材干燥(内部水分迁移)的蒸发面理论研究162

13.4高温红外与高速喷射木材干燥的含水率、板温与自由水分的蒸发面位置165

13.5高温与低温热风干燥木材的含水率、板温与自由水分的蒸发面位置166

第14章木材干燥过程的工程现场试验研究168

14.1红外辐射干燥炉干燥木材的原理168

14.2天津家具七厂的红外木材干燥炉168

14.3天津家具七厂的红外木材干燥炉现场测试准备169

14.4天津家具七厂的红外木材干燥炉现场测试与分析170

14.5天津家具七厂的红外木材干燥炉改进前、后的木板中心层温度对比曲线171

14.6木材干燥指标对比及鉴定172

第15章我国木材干燥技术的现状与发展前景174

15.1我国木材干燥的责任与地位174

15.2我国木材干燥技术的现状174

15.3我国木材干燥技术的发展与创新175

15.4创新技术的基石——干燥理论的基础研究176

15.5木材红外干燥小结178

第6篇中药饮片热风与红外干燥基础数据实验研究及果蔬干燥研究进展

第16章中药资源、中药饮片的加工与干燥进展180

16.1中药资源与分类180

16.2中药饮片的加工与药性180

16.3中药饮片工程干燥简介181

第17章中药饮片热风干燥基础数据实验研究183

17.1实验装置及测试仪器183

17.2实验方案与测点分布184

17.327种饮片热风干燥基础数据实验研究185

17.4影响饮片热风干燥质量的主要因素194

第18章中药饮片红外干燥工业生产基础数据实验研究200

18.1实验装置与测温点分布200

18.2辐射器的发射率及饮片吸收率200

18.3中药饮片红外辐射干燥换热的四大特性202

18.4辐射板温度对干球温度及干燥速率的影响202

18.5辐射板温度与干球温度、干燥速率的关系203

18.6炉内红外空间电功率密度对干燥速率的影响205

18.7饮片料层厚度对红外干燥过程的影响206

18.8辐射板的优化布置方案207

18.927种饮片工业生产红外干燥基本实验研究208

第19章槟榔的红外辐射振动流化干燥实验研究218

19.1槟榔的红外辐射螺旋振动流化干燥动力学研究218

19.2槟榔在固定床中的基本干燥规律220

第20章红外辐射加热技术在果蔬脱水干燥中的应用研究222

20.1概述222

20.2果蔬脱水红外辐射加热干燥原理与数学模型222

20.3红外辐射加热技术在果蔬干燥中的应用研究225

20.4特征远红外技术用于果蔬干制的研究228

20.5结论231

第7篇中药饮片、果蔬干燥热风、振动流化、红外辐射、微波药丸干燥机的工程应用与进展

第21章中药饮片、果蔬干燥热风、振动流化、红外辐射、微波药丸干燥机的工程应用234

21.1热风对流干燥机234

21.2水平槽型、圆环式振动流化干燥机236

21.3红外辐射加热螺旋与远红外振动式流化干燥机238

21.4微波药丸干燥杀菌机239

第22章中药饮片、果蔬干燥机工程进展241

22.1回转转筒干燥机241

22.2三环转筒干燥机简介242

22.3三环转筒干燥机的特点242

22.4三环转筒干燥机的主要干燥指标与各种干燥机(炉)主要指标对比244

22.5三环转筒干燥机的干燥动力学分析245

22.6充分利用高品位的能量246

符号说明249

参考文献250