Θερμική θέρμανση με ίνες άνθρακα μετά από σκλήρυνση με διάφορα στοιχεία

ΣΥΝΤΑΚΤΗΣ	ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ	ΕΚΔΟΣΗ	ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΓΓΡΑΦΟΥ
Conor Newman	18 2018 Ιουλίου	V1.1	CCII-00129

Εισαγωγή

Μια εταιρεία ενδιαφέρεται για τη θέρμανση της επιφάνειας ενός μετά-σκλήρυνσης σύνθετου κομματιού. Το κομμάτι πρέπει να θερμανθεί σε περίπου 230 ° C μέσα σε 15 δευτερόλεπτα.

Υλικά

Το σκληρυνθέν σύνθετο υλικό σε αυτή τη δοκιμή είναι μια εποξειδική ρητίνη ενισχυμένη με ίνες άνθρακα με συνολικές διαστάσεις 250mm x 130mm x 3.8mm.

Θερμαντήρες

Μια ποικιλία θερμαντήρων χρησιμοποιήθηκαν για κάθε δοκιμή:

• 6 x 800W μαύρο FFEH (κεραμικό πλήρες επίπεδο κοίλο στοιχείο) Πυκνότητα Watt = 44.8 kW / m2
• Σωλήνες 4 x 2kW QTL (χαλαζία βολφραμίου) Πυκνότητα Watt = 56 kW / m2
• Σωλήνες 4 x 1.5kW QHL (αλογόνο χαλαζία) Πυκνότητα Watt = 42 kW / m2

Μέθοδος

Το σύνθετο υλικό τοποθετήθηκε κάτω από μια συγκεκριμένη σειρά διαφόρων θερμαντικών στοιχείων. Η άνω πλευρά του σύνθετου υλικού θερμάνθηκε απευθείας από τα στοιχεία και ένας αριθμός θερμοστοιχείων τύπου Κ που στερεώθηκαν στην πάνω πλευρά του σύνθετου υλικού για καταγραφή της θερμοκρασίας της επιφάνειας. Ένα t / c Κ τοποθετήθηκε στην κάτω επιφάνεια για αναφορά. Η πειραματική ρύθμιση μπορεί να φανεί στο σχήμα 1.

Αποτελέσματα

Όλα τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τις διάφορες δοκιμές παρουσιάζονται τόσο γραφικά όσο και σε πίνακα σε αυτή την ενότητα.

Τα στοιχεία 2, 3 και 4 εμφανίζουν τα αποτελέσματα από τη θέρμανση του σύνθετου υλικού σε απόσταση 100mm.

Με το κεραμικό FFEH, το σύνθετο υλικό έφθασε σε μέγιστη θερμοκρασία 227 ° C σε 40 δευτερόλεπτα.

• Με σωλήνες QTL, το σύνθετο υλικό έφθασε σε μέγιστη θερμοκρασία 200 ° C σε 65 δευτερόλεπτα.
• Με σωλήνες QHL, το σύνθετο υλικό έφθασε σε μέγιστη θερμοκρασία 170 ° C σε 80 δευτερόλεπτα.

Μετά την απόκτηση αυτών των αποτελεσμάτων, ήταν σαφές ότι τα κεραμικά στοιχεία μακρών κυμάτων ήταν κατά πολύ καλύτερα προσαρμοσμένα για τη θέρμανση της επιφάνειας αυτού του σύνθετου υλικού. Ωστόσο, η απόσταση μεταξύ του στοιχείου και του σύνθετου υλικού θα πρέπει να μειωθεί για να ικανοποιηθεί η απαιτούμενη θέρμανση του 230 ° C σε 15 δευτερόλεπτα.

Τα στοιχεία 5 και 6 εμφανίζουν τα αποτελέσματα από τις δοκιμές μειωμένης απόστασης.

• Στο 60mm, το σύνθετο υλικό έφθασε σε μέγιστη θερμοκρασία 280 ° C σε 30 δευτερόλεπτα. Έφτασε σε 230 ° C σε 16-18 δευτερόλεπτα.
• Στο 50mm, το σύνθετο υλικό έφθασε σε μέγιστη θερμοκρασία 350 ° C σε 25 δευτερόλεπτα. Έφτασε σε 230 ° C σε 12-14 δευτερόλεπτα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι δοκιμασίες μεγαλύτερες από 250 ° C, η ταινία υψηλής θερμοκρασίας που συγκρατεί τα θερμοστοιχεία στη θέση τους άρχισε να λιώνει, ενδεχομένως να υπονομεύει τα αποτελέσματα.

Ο Πίνακας 1 καταγράφει τα αποτελέσματα από ολόκληρη τη δοκιμή. Σημαίνει ότι μια σειρά από μαύρα στοιχεία FFEH 6 x 800W, τοποθετημένα σε 50mm πάνω από το σύνθετο υλικό, επαρκούν για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις της συνταγής θέρμανσης των πελατών.

Συμπέρασμα

• Μετά τη δοκιμή κάθε τύπου θερμαντικού στοιχείου (κεραμικό κοίλο, τετραγωνικό βολφράμιο, χαλαζία αλογόνου) σε σταθερή απόσταση (100mm) διαπιστώθηκε ότι οι κεραμικές κοιλότητες ήταν οι πλέον κατάλληλες για τη θέρμανση της επιφάνειας ενός σύνθετου υλικού.
• Οι σωλήνες QTL και QHL παρείχαν καλύτερη θέρμανση της κάτω πλευράς του σύνθετου υλικού. Αυτό αναμενόταν, καθώς αυτά τα στοιχεία βραχέων κυμάτων χρησιμοποιούνται στη σκλήρυνση ενός σύνθετου υλικού για την παροχή διεισδυτικής θέρμανσης.
• Τα κεραμικά (μακρύ κύμα) στοιχεία που δαπανώνται το μεγαλύτερο μέρος της θερμικής ακτινοβολίας για τη θέρμανση της κορυφαίας επιφάνειας του σύνθετου.
• Το 100mm ήταν πολύ μεγάλο σε απόσταση μεταξύ των στοιχείων και του σύνθετου υλικού για να φτάσει στην απαιτούμενη θερμοκρασία. Το 50mm ήταν μια κατάλληλη απόσταση.

---