| ΣΥΝΤΑΚΤΗΣ | ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ | ΕΚΔΟΣΗ | ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΓΓΡΑΦΟΥ |
|---|---|---|---|
| Δρ Peter Marshall | 1 Δεκεμβρίου 2017 | V1.1 | CC11 - 00120 |
Εισαγωγή
Αυτό το άρθρο μελετά την επίδραση της έκθεσης των κεραμικών κεραμικών κεραμικών και των ανοξείδωτων ανακλαστήρων από ανοξείδωτο χάλυβα σε υψηλές θερμοκρασίες στην ανακλαστικότητα του υλικού. Πραγματοποιείται σύγκριση μεταξύ νέων και οξειδωμένων ανακλαστήρων για να εκτιμηθεί η επίδραση αυτού στην ποσοστιαία ροή θερμότητας.
Υλικά
Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν δύο ανακλαστήρες τυπικού σχήματος (RAS 1) για κεραμικά στοιχεία. Μόλις ήταν Ceramicx πρότυπο αλουμινένιο χάλυβα ενώ ο άλλος ήταν από ανοξείδωτο χάλυβα. Το ίδιο μαύρο τζάμι 1000W FTE χρησιμοποιήθηκε σε όλες τις δοκιμές.
Μέθοδος
Οι ανακλαστήρες τοποθετήθηκαν στο φούρνο στους 600 ° C για 8 ώρες υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Μετά τη θέρμανση, αφέθηκαν να κρυώσουν εντός του φούρνου μέχρι να κρυώσουν. Μόλις ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία, τοποθετήθηκε στον ανακλαστήρα ένα μαύρο FTE 1000W FTE και η ροή θερμότητας καταγράφηκε χρησιμοποιώντας την τυπική διαδικασία.
Το ρομπότ ροής θερμότητας Ceramicx Herschel εξετάζει τη συνολική ροή θερμότητας (W.cm-2) που είναι προσπίπτον στον αισθητήρα. Οι θερμαντήρες μπορούν να τοποθετηθούν στο Herschel και να αναλυθούν χρησιμοποιώντας τη ρουτίνα χαρτογράφησης ροής θερμότητας 3D Infrared. Αυτό το αυτοματοποιημένο σύστημα χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα υπέρυθρης ακτινοβολίας ο οποίος οδηγείται ρομποτικά γύρω από ένα προκαθορισμένο σύστημα συντεταγμένων πλέγματος μπροστά από τον υπό δοκιμή εκπομπό θερμαντήρα. Ο αισθητήρας έχει μέγιστη στάθμη ροής θερμότητας 2.3 W.cm-2 και μετρά το IR στη ζώνη 0.4-10 micrometres. Το σύστημα συντεταγμένων είναι ένα κυβικό πλέγμα 500mm μπροστά από τον πομπό θέρμανσης, βλέπε Εικόνα 1. Το ρομπότ μετακινεί τον αισθητήρα σε βήματα 25mm κατά μήκος μιας ελικοειδούς διαδρομής κατά τις κατευθύνσεις Χ και Ζ, ενώ ο εκπομπός θέρμανσης είναι τοποθετημένος σε ένα ολισθητήρα που αυξάνει στα βήματα 50mm κατά μήκος της κατεύθυνσης Υ.
Τα αποτελέσματα από τη μηχανή μπορούν να συσχετιστούν με ένα ποσοστό της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας που επιστρέφεται ως ροή θερμικής ακτινοβολίας από τον θερμαντήρα. Αυτό μειώνεται με την απόσταση από τον θερμαντήρα καθώς η ακτινοβολούμενη ροή θερμότητας αποκλίνει από τον θερμαντήρα.
Αποτελέσματα
Θερμική επεξεργασία
Μετά από θερμική επεξεργασία, ο ανακλαστήρας αλουμινίου έδειξε μια ματ-γκρι επιφάνεια στο κεντρικό τμήμα του ανακλαστήρα ενώ ο ανακλαστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα έδειξε βαθύ μπλε / πορφυρό χρώμα, όπως φαίνεται στο σχήμα 1, παρακάτω.
Μέτρηση ροής θερμότητας
Οι αχρησιμοποίητοι ανακλαστήρες αλουμινίου και ανοξείδωτου χάλυβα δείχνουν ότι η μέγιστη ποσοστιαία ροή θερμότητας καταγράφεται σε 100mm από το στοιχείο, όπως φαίνεται στο σχήμα 3 παρακάτω. Τα αποτελέσματα της ροής θερμότητας δείχνουν ότι η ποσοστιαία ροή θερμότητας που καταγράφηκε είναι υψηλότερη για τον ανακλαστήρα αλουμινιομηχανικού χάλυβα απ 'ό, τι για τον ανακλαστήρα ανοξείδωτου χάλυβα, σύμφωνα με τη μεγάλη βιβλιογραφία που δημοσιεύθηκε μέχρι σήμερα από την Ceramicx και άλλους.
Η παρατεταμένη έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες προκαλεί οξείδωση και ως εκ τούτου την απόδοση του ανακλαστήρα να πέσει. Για τον αλουμινένιο χάλυβα, το ορατό στρώμα οξειδίου προκαλεί μείωση κατά 18.6%, όπως φαίνεται στο σχήμα 4, παρακάτω. Για τον ανοξείδωτο χάλυβα, αυτή η μείωση είναι 2%, η οποία είναι πολύ εντός των ορίων του πειραματικού σφάλματος.
Η μέγιστη ροή θερμότητας για μη επεξεργασμένο αλουμινένιο χάλυβα ήταν υψηλότερη από ό, τι για τον ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό αναμενόταν δεδομένου ότι οι ανακλαστικές ιδιότητες του αλουμινένιου χάλυβα είναι καλύτερες από τον ανοξείδωτο χάλυβα. Μετά από θερμική επεξεργασία, ο πίνακας 1 δείχνει ότι η ροή θερμότητας κορυφής για αλουμινένιο χάλυβα μειώθηκε δραματικά καθώς η στιβάδα οξειδίου στο υλικό απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία. Αντιστρόφως, η αλλαγή χρώματος για τον ανακλαστήρα από ανοξείδωτο χάλυβα, σε σχέση με τη μέτρηση της ποσοστού θερμικής ροής, έδειξε μικρή μόνο μείωση.
Δεν παρατηρήθηκε σαφής αλλαγή στο πρότυπο εκπομπής του στοιχείου. Επιπλέον, η μεταβολή της ροής θερμότητας, ως συνάρτηση της απόστασης, ήταν όπως αναμενόταν.
Συμπέρασμα
Όπως έχει φανεί προηγουμένως από την Ceramicx, η χρήση ενός ανακλαστήρα από στιλβωμένο αλουμινένιο χάλυβα αυξάνει την ποσοστιαία ροή θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται προς το στόχο θέρμανσης σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα. Για εφαρμογές χαμηλότερης θερμοκρασίας, όπου η οξείδωση του αλουμινίου είναι απίθανο να συμβεί, ο αλουμινιοποιημένος χάλυβας φαίνεται να είναι ένα υλικό με καλύτερη απόδοση. Για εφαρμογές υψηλότερης θερμοκρασίας, όπου είναι πιθανό να συμβεί οξείδωση αλουμινίου, ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι μια καλύτερη επιλογή καθώς οδηγεί σε μεγαλύτερη αναλογία ενεργείας ακτινοβολίας που κατευθύνεται προς το στοχευόμενο υλικό.
Αποποίηση ευθυνών
Αυτά τα αποτελέσματα των δοκιμών θα πρέπει να εξεταστούν προσεκτικά πριν από τον προσδιορισμό του τύπου του υπέρυθρου πομπού που θα χρησιμοποιηθεί σε μια διαδικασία. Οι επαναλαμβανόμενες δοκιμές που διεξάγονται από άλλες εταιρείες ενδέχεται να μην επιτύχουν τα ίδια ευρήματα. Υπάρχει πιθανότητα σφάλματος κατά την επίτευξη των συνθηκών ρύθμισης και των μεταβλητών που μπορεί να μεταβάλλουν τα αποτελέσματα περιλαμβάνουν το εμπορικό σήμα του χρησιμοποιούμενου εκπομπού, την απόδοση του εκπομπού, την παρεχόμενη ενέργεια, την απόσταση από το εξεταζόμενο υλικό έως τον χρησιμοποιούμενο πομπό και το περιβάλλον . Οι θέσεις όπου μετριούνται οι θερμοκρασίες μπορεί επίσης να διαφέρουν και συνεπώς να επηρεάζουν τα αποτελέσματα.
