Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Часть 2. Массообменные процессы. Николаев Г.И - 46 стр.

        Применение инфракрасного излучения значительно интенсифицирует многие
технологические процессы — сушку, выпечку, обжарку, полимеризацию и др. вследствие
значительного увеличения плотности теплового потока на поверхности облучаемого
материала и проникновения инфракрасных лучей внутрь материала. Инфракрасные лучи
пробегают путь от генератора излучения до объекта облучения в миллионные доли секунды
и, (не встречая сопротивления пограничного слоя, что наблюдается при конвективной сушке,
обеспечивают эффективное нагревание материала за счет интенсификации движения атомов
и молекул в его поверхностных и глубжерасположенных слоях.
        В зависимости от свойств облучаемого материала и температуры излучателя, от
которой зависит длина волны, инфракрасные лучи способны проникать в толщу материала.
Согласно закону Вина, при повышении температуры излучателя длина волны максимума
энергии излучения уменьшается:
                                     λ = 2886 / Т ,           (10.1)
        где λ —длина волны максимума излучения, мкм, Т—температура генератора
излучения, К
        Экспериментально показано, что для многих пищевых продуктов с уменьшением
длины волны глубина проникновения в материал увеличивается. Проницаемость материала
зависит от многих факторов: структуры оптических и терморадиационных характеристик его
поверхности, влагосодержания и форм связи влаги в материале, пористости материала и т. д.
        Для пищевых продуктов глубина проникновения коротковолновых инфракрасных
лучей составляет 1—7 мм и достигает 12 мм и более (пшеничный хлеб). Чем глубже
расположен слой, тем меньше доля лучистой энергии, проникающей в него; приближенно
можно принять, что пропускание энергии излучения подчиняется экспоненциальной
зависимости
                                          ,                  (10.2)
       где Tλ—проницаемость слоя, %,
           Тп—доля лучистой энергии, воспринятой поверхностью материала, % (То = 1 —
Rо),
      где Ro — величина, учитывающая отражение лучей поверхностью материала); е—
основание натурального логарифма;
         bλ — коэффициент ослабления лучей (коэффициент экстинкции),
         х— глубина расположения (толщина) слоя, м.
      Тепловое действие тока. По закону Джоуля количество тепла, выделяющееся при
прохождении тока через проводник, пропорционально сопротивлению проводника, квадрату
силы тока и времени.
      Обозначая:
      q — количество выделяющегося тепла в Дж
      I—силу тока в амперах,
       R—сопротивление в омах,
      τ— время в секундах, получим математическое выражение закона Джоуля

                     q=0,239RI2τ,                          (10.3)
      где 0,239—экспериментально установленный коэффициент пропорциональности.
      Для выражения электрической мощности в ваттах мы имеем следующую формулу
                     N=RI2=IV ,               (10.4)
      где V—электродвижущая сила, выраженная в вольтах.
      Таким образом закон Джоуля может быть представлен так:
                        q = 0,239 • RIτ=0,239ΙVτ=0,239N,       (10.5)
                                                         τ
      При переходе к техническим единицам измерения ( — время в сек, W-мощность в
ватта и Q—теплота в Дж ) последнее равенство меняет коэффициент пропорциональности
                         Q=0,239Nτ ,                          (10.6)
      При расчетах электронагревательных приборов по заданному часовому расходу тепла
находят потребную мощность, исходя из формулы: