Opvarmningsprocesser

Opvarmningsprocesser refererer til processer, hvor et system tilføres varme og derfor stiger i temperatur. Formålet kan være at ændre materialeegenskaber, fremkalde kemiske reaktioner eller gøre en efterfølgende proces mulig. Opvarmning indebærer varmeoverførsel mellem omgivelserne og det opvarmede legeme og kan være det første trin i mange processer.

Den fysiske baggrund for opvarmning er varmeoverførsel gennem ledning (konduktion), konvektion og stråling. Mængden af tilført varme Q kan beskrives ved m c ΔT for temperaturændringer uden faseændringer, hvor m er massen, c er specifik varme og ΔT er temperaturændringen. Ved faseforandringer kræver opvarmning også latent varme (m ΔH). Temperaturuniformitet afhænger af geometri, termisk ledning og den anvendte opvarmningsteknik samt tid.

Typer og anvendelser af opvarmningsprocesser spænder bredt: varmebehandling af metaller som annealing, normalisering, hærdning og temperering; forvarmning og formgivning ved høj temperatur; svejsning og lodning; samt tørre- og forædlingstrin i keramik og polymerer. I industrien er opvarmning også central i fødevareforarbejdning, kemiske reaktioner og energiproduktion. Valg af metode afhænger af ønsket temperatur, tidsramme, krav til temperaturuniformitet og energiforbrug.

Udstyr og energikilder omfatter ovne og furnace, induktions- og varmevekselbare systemer, strålevarmeelementer og varmevekslere. Anvendelsen kræver præcis temperaturkontrol, sikkerhed og kvalitetssikring, herunder monitorering af gradienter og forebyggelse af termisk stress og skader.