Изпълнение на кухи срещу обикновени инфрачервени нагревателни елементи, със и без рефлектор

Този доклад измерва разликите в излъчения топлинен поток между кухи и обикновени инфрачервени нагревателни елементи. От особен интерес е ефектът на рефлектор, поставен в задната част на елементите, върху излъчения инфрачервен изход.

Начин на доставка

Два типа нагревателен елемент бяха тествани FTE650W и FFEH600W. Те бяха поставени в Herschel и анализирани с помощта на 3D инфрачервената схема за картографиране на топлинен поток. В тази автоматизирана система инфрачервеният сензор се ръководи робот около предварително определена координатна решетъчна система пред изпитвания елемент на нагревателя. Сензорът е Schmidt-Boelter Thermopile Heat Flux Transducer с конструктивно максимално ниво на топлинен поток от 2.3 W / cm2 и измерва инфрачервения (IR) в обхвата 0.4-10 микрометра. Инцидентният радиационен топлинен поток, записан във всяка точка, след това се запаметява и обработва, за да даде 3D представяне на инфрачервения топлинен поток. Координатната система е 500-милиметрова кубична решетка пред нагревателния елемент, вижте фигура 1. Роботът движи сензора на стъпки от 25 мм по серпентинова пътека в посоките x и z, докато нагревателният елемент е монтиран върху плъзгаща се карета, която се увеличава на стъпки от 100 мм по посока на y.

Резултати

FTE 650W със и без рефлектор

Като начало, стандартният FTE650W със стандартен RAS1 отражател от алуминизирана стомана беше измерен в Herschel по кубична мрежа 500mm. Резултатите са показани на фигура 2. На разстояние от 100mm, сензорът за топлинен поток Herschel измерва 48.4% от входната енергия 650W, излъчвана от нагревателя, това достига около 314.7W. Максималният топлинен поток, регистриран на 100mm от нагревателя, е 0.69 W / cm2, докато профилите на топлинния поток са полуелипсовидни в хоризонтална посока и полукръгли във вертикала.

След това рефлекторът беше изваден отзад и тестът се повтори. Измереният процент на открито лъчение намалява от 48.4% до 34.4%, както е показано на фигура 3. Това е спад около 29% от излъчената топлинна мощност с рефлектор. Пиковият топлинен поток също рязко намаля от 0.69 W / cm2 до 0.37 W / cm2.

FFEH 600W със и без рефлектор

След това се проведе същото изпитване с кухия елемент, тип FFEH 600W, резултатите от който са показани на фигура 4. Обърнете внимание, че входната мощност е 50W по-малка от тази, получена от FTE650W.

Въпреки намалената консумация на енергия, FFEH осигурява по-голяма ефективност на инфрачервения изход, връщащ 52.3% при 100mm. Това означава, че 313.7W е открит като инфрачервени емисии от лицевата страна на FFEH600W, една вата по-ниска от стандартния FTE650W елемент. Максималният топлинен поток също се повиши до 0.77 W / cm2 за разлика от 0.69 W / cm2 за FTE650W, докато хоризонталният топлинен поток 3D остава полуелиптичен в профил. Въпреки това вертикалният профил не е полукръгъл, а е с по-изразена елиптична форма, което помага да се отчете тази по-висока пикова стойност на топлинния поток. Следователно FFEH 600W дава почти същия изход като FTE 650W елемент, а също и по-висок пиков топлинен поток благодарение на по-тесния елиптичен профил на топлинен поток.

Когато рефлекторът е отстранен отзад и както се вижда на фигура 5, тестът повтаря работата на елемента FFEH при 100mm намалява от 52.3% на 45.3%, спад на производителността до 14% от този, когато е използван рефлектор , Това не беше толкова тежко, колкото спада на 29%, наблюдаван при отстраняване на рефлектор от FTE елемента. Следователно кухият елемент без рефлектор, той няма да страда в същата степен като FTE елемент без рефлектор.

Както е посочено също на фигура 5, топлинният поток 3D остава полу-елипсоиден в профил. Въпреки това, тя беше по-слаба в инфрачервения изход, както се вижда от стойността на пиковия топлинен поток, спадащ от 0.77 W / cm2 до 0.62 W / cm2.

Заключение

Ако FTE или FFEH елементът работи без отражател, излъченото лъчение в посока напред ще намалее. Максималният топлинен поток също ще намалее.

Ако кухият елемент се използва без рефлектор, той няма да понесе спад в производителността в същата степен като използването на FTE елемент без отражател.

FFEH 600W дава почти същия инфрачервен изход като FTE 650W елемент, а също и по-висок пиков топлинен поток благодарение на по-тесния елиптичен профил на топлинен поток.

Забележка

Поради настоящия метод за ориентиране на сензора, процентът на радиация, открит от нагревателите, цитиран тук, всъщност е по-нисък от истинската им ефективност. Въпреки това, като сравнение към гърба, тестовете са много валидни.

Тези изпитвания бяха проведени върху единични елементи и радиационните характеристики ще се променят, когато в масивите се използват множество елементи. Въпреки това констатациите са показателни.