| AUTOR | FECHA DE CREACION | VERSIÓN | NÚMERO DEL DOCUMENTO |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 10 Julio 2014 | V1 | CC11 - 00034 |
Introducción
Este informe mide las diferencias en el flujo de calor emitido entre los elementos calefactores infrarrojos huecos y planos. De particular interés es el efecto de un reflector colocado en la parte posterior de los elementos sobre la salida de infrarrojos emitida.
Método
Se probaron dos tipos de elemento calefactor FTE650W y FFEH600W. Estos se colocaron en el Herschel y se analizaron utilizando la rutina de mapeo de flujo de calor infrarrojo 3D. En este sistema automatizado, un sensor de infrarrojos es guiado robóticamente alrededor de un sistema de cuadrícula de coordenadas predeterminado en frente del elemento calefactor bajo prueba. El sensor es un transductor de flujo de calor de termopila Schmidt-Boelter con un nivel de flujo de calor máximo de diseño de 2.3 W / cm2 y mide infrarrojos (IR) en la banda de 0.4 a 10 micrómetros. El flujo de calor radiante incidente registrado en cada punto se guarda y se procesa posteriormente para dar una representación en 3D de la emisión del flujo de calor infrarrojo. El sistema de coordenadas es una cuadrícula cúbica de 500 mm delante del elemento calefactor, consulte la Figura 1. El robot mueve el sensor en incrementos de 25 mm a lo largo de una trayectoria serpenteante en las direcciones xy z, mientras que el elemento calefactor está montado en un carro deslizante que aumenta en pasos de 100 mm a lo largo de la dirección y.
Resultados
FTE 650W con y sin reflector
Para empezar, el FTE650W estándar con un reflector RAS1 de acero aluminizado estándar se midió en el Herschel sobre una rejilla cúbica 500mm. Los resultados se muestran en la Figura 2. A una distancia de 100mm, el sensor de flujo de calor Herschel mide el 48.4% de la energía de entrada 650W emitida por el calentador, esto llega a alrededor de 314.7W. El flujo de calor máximo registrado a 100mm desde el calentador fue 0.69 W / cm2, mientras que los perfiles de flujo de calor son semi-elípticos en dirección horizontal y semicirculares en vertical.
A continuación, se quitó el reflector de la parte trasera y se repitió la prueba. El porcentaje medido de radiación detectada se redujo de 48.4% a 34.4% como se muestra en la Figura 3. Esta es una caída de alrededor del 29% de la salida de calor radiada con un reflector. El flujo de calor máximo también se redujo bruscamente de 0.69 W / cm2 a 0.37 W / cm2.
FFEH 600W con y sin reflector
Luego se realizó la misma prueba con el elemento hueco, tipo FFEH 600W, cuyos resultados se muestran en la Figura 4. Tenga en cuenta que la potencia de entrada es 50W menor que la recibida por el FTE650W.
A pesar de la reducción en el consumo de energía, el FFEH proporcionó una mayor eficacia de salida de infrarrojos que devolvió 52.3% en 100mm. Esto significaba que 313.7W se detectó como emisiones infrarrojas desde la cara frontal del FFEH600W, un vatio más bajo que el elemento FTE650W estándar. El flujo de calor máximo también aumentó a 0.77 W / cm2 en comparación con 0.69 W / cm2 para el FTE650W, mientras que el flujo de calor horizontal 3D permaneció de perfil semi elíptico. Sin embargo, el perfil vertical no era semicircular, sino de una forma elíptica más pronunciada que ayuda a explicar este valor máximo de flujo de calor máximo. Por lo tanto, el FFEH 600W ofrece casi la misma salida que un elemento FTE 650W, y también un flujo de calor máximo más alto gracias a su perfil de flujo de calor elíptico más estrecho.
Cuando se quitó el reflector de la parte posterior y, como se puede ver en la Figura 5, la prueba repitió que el rendimiento del elemento FFEH en 100mm disminuyó de 52.3% a 45.3%, una caída en el rendimiento a 14% de eso cuando se usó un reflector . Esto no fue tan grave como la caída del 29% que se observó cuando se retiró un reflector del elemento FTE. Por lo tanto, un elemento hueco sin un reflector, no sufrirá en la misma medida que un elemento FTE sin un reflector.
Como también se indica en la Figura 5, el flujo de calor 3D permaneció de perfil semi-elipsoide. Sin embargo, fue más débil en la salida de infrarrojos, como lo indica el valor máximo del flujo de calor que cayó de 0.77 W / cm2 a 0.62 W / cm2.
Conclusión
Si un elemento FTE o FFEH funciona sin un reflector, la radiación emitida en la dirección hacia adelante disminuirá. El flujo máximo de calor también disminuirá.
Si se usa un elemento hueco sin reflector, no sufrirá una caída en el rendimiento en la misma medida que se usa un elemento FTE sin reflector.
El FFEH 600W ofrece casi la misma salida de infrarrojos que un elemento FTE 650W, y también un flujo de calor máximo más alto gracias a su perfil de flujo de calor elíptico más estrecho.
Note
Debido al método actual de orientar el sensor, el porcentaje de radiación detectada por los calentadores como se cita aquí es en realidad más bajo que su verdadera eficiencia. Sin embargo, como comparación consecutiva, las pruebas son muy válidas.
Estas pruebas se llevaron a cabo en elementos individuales, y las características radiativas cambiarán cuando se utilicen múltiples elementos en matrices. Sin embargo, los hallazgos son indicativos.
