Tube chauffant infrarouge à chauffage rapide

Sous la lumière du soleil, le côté exposé au soleil se réchauffe, tandis que le côté à l'ombre reste froid. Cela ne s'explique pas par des différences de température, mais par l'énergie de chauffage radiatif des ondes électromagnétiques (rayonnement infrarouge) émises par le soleil et transférée aux objets ; ainsi, le soleil est la source de cette énergie de chauffage.

Nous encapsulons les filaments de chauffage à haute température (jusqu'à 2600°C) dans un tube en quartz afin d'en faire une source d'énergie de chauffage (lampe de chauffage infrarouge en quartz). Lorsque notre lampe infrarouge en quartz est mise sous tension, elle émet des rayonnements infrarouges proches, moyens et lointains semblables à ceux du soleil.

1. Chauffage rapide : l'énergie de la lumière infrarouge est directement absorbée par les molécules du matériau, et la densité énergétique de la lumière infrarouge est très élevée ; ainsi, la température de surface des matériaux chauffés augmente rapidement. Cette vitesse de chauffage par infrarouge est beaucoup plus élevée et plus efficace que celle due à la conduction et à la convection. Ces dernières nécessitent des collisions moléculaires qui se transmettent étape par étape par conversion de l'énergie cinétique et potentielle.

2. Le chauffage par infrarouge est davantage un chauffage de surface. Comme mentionné précédemment, le tube chauffant à infrarouge à ondes moyennes chauffe très rapidement la surface d'un objet, ce qui entraîne une forte différence de température entre la surface et l'intérieur de l'objet. Cela constitue un avantage considérable lorsqu'il s'agit de chauffer rapidement la surface d'un objet, car cela évite des variations importantes de la température globale du matériau. Cela permet ainsi d'économiser de l'énergie sans affecter significativement l'humidité, les propriétés chimiques, les contraintes mécaniques, etc. de l'objet. Toutefois, cela présente également un inconvénient : le chauffage est inégal pour les objets aux formes irrégulières, ce qui peut engendrer des différences de température. À ce stade, nous pouvons recourir à l'air chaud afin d'obtenir un chauffage uniforme grâce aux tubes chauffants à infrarouge.

3. Le chauffage par infrarouge possède une certaine pénétration. La longueur d'onde du tube de chauffage infrarouge à ondes courtes peut pénétrer la surface d'un objet jusqu'à une certaine profondeur ; lorsque les molécules situées dans cette profondeur absorbent l'infrarouge à ondes courtes, elles se réchauffent simultanément de l'intérieur vers l'extérieur. Cela présente de grands avantages par rapport à la conduction et à la convection : non seulement le chauffage est rapide, mais en outre, cela évite dans une large mesure le phénomène de scellement et de formation de bulles à la surface.