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| 內容簡介： |
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。
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| 關於作者： |
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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。
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| 目錄：
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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
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| 內容試閱：
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红外辐射加热技术以其热效率高、无环境污染、保证产品品质等诸多优点而得到人们的关注。由于这些优点，近几十年来，红外辐射加热技术在涂料、塑料加工、汽车制造、食品加工、木材加工、制药、印刷、造纸、纺织印染、医疗卫生、机械制造、化工与电子等领域得到广泛应用，该技术用于干燥可使常规的干燥效率从10%提高到60%～77%。
红外辐射加热技术实现了辐射源光谱与被加热物体吸收光谱的共振,不需加热介质,大大减少了能量损失,提高了热能利用率并减少了污染。红外辐射加热换热有以下4个特点。
① 热辐射的加热特性：加热体1与被加热体2间，物体2获得净热量Q1.2与温度的4次方差成正比。
② 热辐射的光谱特性：物体2获得的净热量与加热体的发射光谱1和被加热物体的吸收光谱2有关。
③ 热辐射换热相互作用的方向性、距离与形状的关系特性，即角系数X1.2特性与系统黑度s有关。
④ 热辐射换热，物体2获得净热量，与相互作用的换热面积F1、F2有关。
传统的辐射传热学一般只讲述普朗克电磁波理论，而鲜少讲述爱因斯坦的光电效应量子论。随着科技的发展，光电效应论的应用日益普遍，尤其对生物与生命材料、人体皮肤、草药、植物材料、发酵材料、热敏性材料等的吸收光谱。由于在黑体炉或样品炉中高温加热会使材料分解，导致测试有误，因而必须用光电效应量子论得到常温下的傅里叶变换红外吸收光谱。本书阐述了爱因斯坦的光量子论与密立根的实验验证，并介绍了潘建伟世界领跑的墨子号量子卫星。
本书的研究内容得到了国家自然科学基金项目4项资助、天津市自然科学基金项目5项资助、国家中医药管理局项目1项资助。笔者所在的研究团队经过20多年的不断努力，搭起了实验台，建起了模拟实验装置，购买了大量的先进仪器及设备，从大量的实验室实验进而步入工厂，进行工程试验验证与创新。本书的研究结果荣获4项国家科学技术进步奖。
本书以视图方式做出供温曲线、木板的多层温度曲线与蒸发面曲线，读者可以一目了然、清晰地看到木材中的水分是如何从内部迁移出来的。供温曲线有升速、恒速与降速段，板内温度曲线也对应有升速、恒速与降速段，水分的迁移也是很有规律地从不同的层面有条不紊地排出，充分地显示了理想的干燥过程应是能量的供、需相平衡的过程。书中图13-3～图13-6揭示了当供温曲线不优化时，所有的传质均不理想，水分的迁移极不规律。J.金克普利斯认为由于物料的结构复杂，所以传热传质过程干燥过程的机理较其他传质过程要复杂得多。A.C.金兹布尔格提出：近代干燥学发展的第四阶段是把干燥过程看作能量和物质水的综合迁移。中国的张洪沅、丁绪淮、顾毓珍教授在《化学工业过程及设备》一书中指出，固体物料的干燥机理分表面汽化控制与内部扩散控制，并做了详细的论述。但内部扩散控制极为复杂，如何控制？供温与内部扩散控制又存在什么关系？本书以视图的方式进行了清晰的表述，以恒温与变温、恒参数与变参数、单参数与多参数、稳态与非稳态的各种实（试）验探求规律，从实验到工程、从机理到规律。
天津家具七厂红外干燥炉，改造前干燥周期为85h，而改造后干燥周期为45h，每脱出1kg水耗电0.96kWh，平均节电35.6%，节时47%，能源利用率为77%。而普通蒸汽法干燥的干燥周期为126h，湿蒸汽加热就用16h。而红外辐射干燥是自蒸湿加热，即刚开始关闭排气孔，干出的水分加热木材自己，16h后打开排气孔，排出水蒸气，干燥35h断电供热，到45h干燥完毕，达到供与需的能量平衡。其结果是节能减排、节水，无污染，不要锅炉、不要管道，投资少、占地少，不用锅炉厂房，运行操作费低，干燥质量好，是理想的干燥工艺。这是本书对干燥学、传热传质学、干燥技术的一个创新、发展与贡献。
本书在编写与实验过程中得到了国家自然科学基金委、国家中医药管理局及天津市科委的资助，以及天津大学机械学院和能源与动力工程学科、五源科技院士工作站光电工程研究室、全国红外加热暨红外医学发展研讨会及80岁老伴的全力支持。
参加本书编写的有焦士龙、王德新、杨俊红、钟金环、张凯、李希晖、刘嘉智、王永钧、栾松、宋扬、诸凯等，在此一并感谢！
对书中存在的不足之处，也请读者不吝赐教。
褚治德
2018年7月于天津大学
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