| FORFATTER | DATO OPRETTET | VERSION | DOKUMENT NUMMER |
|---|---|---|---|
| Dr. Peter Marshall | 1 December 2017 | V1.1 | CC11 - 00120 |
Introduktion
Dette papir studerer påvirkningen af at udsætte Ceramicx aluminiumforstærket stål og rustfrit stål infrarøde reflektorer for høje temperaturer på materialets reflektionsevne. En sammenligning foretages mellem nye og oxiderede reflektorer for at måle påvirkningen heraf på den procentvise strålevarmeflux.
Materialer
To standardformede reflektorer (RAS 1) til keramiske elementer blev anvendt i denne undersøgelse. Én gang var Ceramicx standard-aluminiumsstål, mens den anden var rustfrit stål. Den samme sort glaserede 1000W FTE blev anvendt i alle test.
Metode
Reflektorerne blev anbragt i ovnen ved 600 ° C i 8 timer under almindelige atmosfæriske forhold. Efter opvarmning fik de lov til at køle ned i ovnen, indtil de var kolde. Når denne proces var afsluttet, blev en 1000W sort glaseret FTE monteret på reflektoren og varmefluxen registreret ved hjælp af standardproceduren.
Ceramicx Herschel varmefluxrobot undersøger den samlede varmeflux (W.cm)-2) der er hændelse på sensoren. Varmeapparater kan monteres i Herschel og analyseres ved hjælp af 3D Infrarød varmeflux kortlægningsrutine. Dette automatiserede system bruger en infrarød sensor, der er robotstyret rundt om et forudbestemt koordinatsnitsystem foran varmeapparatet, der testes. Sensoren har et maksimalt varmefluxniveau på 2.3 W.cm-2 og måler IR i båndet 0.4-10 mikrometer. Koordinatsystemet er et 500mm kubisk gitter foran varmeapparatet, se figur 1. Robotten bevæger sensoren i 25mm-trin langs en serpentinbane i X- og Z-retningen, mens opvarmningsemitteren er monteret på en glidevogn, der trinvis trækkes i 50mm trin langs Y-retningen.
Resultaterne fra maskinen kan korreleres til en procentdel af den samlede forbrugte energi, der returneres som strålevarmeflux fra varmeren. Dette aftager med afstanden fra varmeapparatet, når den strålende varmeflux afviger fra varmeapparatet.
Resultater
Varmebehandling
Efter varmebehandling viste den aluminiumiserede stålreflektor et matgrått område i den centrale del af reflektoren, mens rustfrit stålreflektoren udviste dybblå / lilla farve, som vist i figur 1, nedenfor.
Måling af varmeflux
Ubenyttede aluminiumiserede og rustfrie stålreflektorer viser, at den maksimale procentvise varmeflux registreres ved 100mm fra elementet, som det er vist i figur 3 nedenfor. Resultaterne af varmeflux viser, at den procentvise registrerede varmeflux er højere for aluminiumiseret stålreflektor end for rustfrit stålreflektor, hvilket er i overensstemmelse med meget litteratur offentliggjort til dato af Ceramicx og andre.
Langvarig eksponering for høje temperaturer forårsager oxidation og derfor falder reflektorens effektivitet. For aluminiseret stål forårsager det synlige oxidlag et 18.6% fald som vist i figur 4 nedenfor. For rustfrit stål er dette fald 2%, hvilket er godt inden for grænserne for eksperimentel fejl.
Den maksimale varmeflux for ubehandlet aluminiumiseret stål var højere end for rustfrit stål. Dette blev forventet, da de reflekterende egenskaber af aluminiumiseret stål er bedre end rustfrit stål. Efter varmebehandling viser tabel 1, at topvarmefluxen for aluminiumiseret stål faldt dramatisk, da oxidlaget på materialet absorberer den infrarøde stråling. Omvendt viste ændringen i farve for rustfrit stålreflektor i overensstemmelse med den procentvise varmefluxmåling kun et lille fald.
Der blev ikke observeret nogen markant ændring i emissionsmønsteret for elementet. Endvidere var ændringen i varmeflux som en funktion af afstanden som forventet.
Konklusion
Som tidligere vist af Ceramicx øger anvendelsen af en poleret aluminiumiseret stålreflektor den procentvise udstrålende varmeflux, der udsendes mod opvarmningsmålet sammenlignet med rustfrit stål. Til applikationer ved lavere temperaturer, hvor oxidation af aluminiumet usandsynligt finder sted, vises aluminiumiseret stål at være et bedre materiale. Til applikationer ved højere temperaturer, hvor aluminiumoxidation sandsynligvis vil forekomme, er rustfrit stål et bedre valg, da det fører til en større andel af strålingsenergi rettet mod målmaterialet.
Ansvarsfraskrivelse
Disse testresultater skal overvejes omhyggeligt, inden der fastlægges, hvilken type infrarød emitter, der skal bruges i en proces. Gentagne test udført af andre virksomheder opnår muligvis ikke de samme fund. Der er en mulighed for fejl ved opnåelse af opsætningsbetingelserne og variabler, der kan ændre resultaterne inkluderer det anvendte emittermærke, emitterens effektivitet, den leverede strøm, afstanden fra det testede materiale til den anvendte emitter og miljøet . De steder, hvor temperaturerne måles, kan også variere og påvirker derfor resultaterne.
