| نویسنده | تاریخ ایجاد | نسخه | شماره سند |
|---|---|---|---|
| دکتر جرارد مک گرگان | 10 ژوئیه 2014 | V1 | CC11 - 00034 |
معرفی
این گزارش تفاوت در شار گرمای ساطع شده بین عناصر گرمایش مادون قرمز توخالی و ساده را اندازه گیری می کند. مورد توجه خاص تأثیر بازتابنده است که در قسمتهای بعدی عناصر بر روی خروجی مادون قرمز منتشر شده قرار دارد.
روش
دو نوع عنصر گرمایشی مورد آزمایش قرار گرفت که از نوع650W و FFEH600W استفاده شد. اینها در هرشل قرار گرفتند و با استفاده از روال نقشه برداری شار حرارتی 3D مادون قرمز تجزیه و تحلیل شدند. در این سیستم خودکار ، یک سنسور مادون قرمز به صورت روباتیک در اطراف سیستم شبکه مختصات از پیش تعیین شده در مقابل عنصر بخاری تحت آزمایش هدایت می شود. این سنسور یک مبدل حرارتی Schmidt-Boelter Thermopile Heat Flux Transmucer با حداکثر طراحی سطح شار حرارتی 2.3 W / cm2 است و مادون قرمز (IR) را در باند 0.4-10 میکرومتر اندازه گیری می کند. شار گرمای تابشی حادثه که در هر نقطه ضبط شده است ، ذخیره و ارسال می شود و برای نمایش سه بعدی از انتشار شار گرما مادون قرمز ، پردازش می شود. سیستم مختصات یک شبکه 3 میلی متر مکعب در جلوی عنصر گرمایش است ، شکل 500 را ببینید. ربات سنسور را با افزایش 1 میلی متر در طول مسیر مار در جهت x و z حرکت می کند ، در حالی که عنصر گرمایش بر روی یک کالسکه اسلاید سوار شده است که افزایش می یابد. در مراحل 25 میلی متر در جهت y.
نتایج
FTE 650W با و بدون بازتابنده
برای شروع ، FTE650W استاندارد با یک بازتابنده RAS1 فولادی آلومینیوم استاندارد در Herschel بیش از یک شبکه مکعبی 500mm اندازه گیری شد. نتایج در شکل 2 نشان داده شده است. در فاصله 100mm ، سنسور شار گرمای هرشل 48.4٪ انرژی ورودی 650W ساطع شده از بخاری را اندازه گیری می کند ، این مورد در حدود 314.7W است. حداکثر شار گرمای ثبت شده در 100mm از بخاری 0.69 W / cm2 بود در حالی که پروفایل شار گرما در جهت افقی نیمه بیضوی و عمودی نیمه دایره ای است.
بعد بازتابنده از عقب برداشته شد و آزمایش تکرار شد. اندازه گیری شده از تشعشع اندازه گیری شده از 48.4 to به 34.4 as کاهش می یابد همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. این قطره در حدود 29٪ از گرمای تابشی با بازتابنده است. شار گرمای اوج همچنین به شدت از 0.69 W / cm2 به 0.37 W / cm2 کاهش یافته است.
FFEH 600W با و بدون بازتابنده
سپس آزمایش مشابهی با عنصر توخالی ، نوع FFEH 600W انجام شد ، که نتایج آن در شکل 4 نشان داده شده است. توجه داشته باشید که توان ورودی 50W کمتر از توان دریافت شده توسط FTE650W است.
با وجود کاهش در مصرف برق ، FFEH اثر بیشتری از خروجی مادون قرمز بازگرداندن 52.3 at در 100mm ارائه می دهد. این بدان معنی است که 313.7W به عنوان انتشار مادون قرمز از قسمت جلوی FFEH600W ، یک وات پایین تر از عنصر استاندارد FTE650W تشخیص داده شد. حداکثر شار گرما نیز برخلاف 0.77 W / cm2 برای FTE0.69W به 2 W / cm650 افزایش یافته در حالی که شار گرمای افقی 3D در پروفایل نیمه بیضوی باقی مانده است. با این وجود مشخصات عمودی نیمه دایره ای نیست بلکه از فرم بیضوی برجسته تر برخوردار است که به کمک این مقدار شار گرمای قله بالاتر کمک می کند. بنابراین FFEH 600W تقریباً همان بازده عنصر FTE 650W را ارائه می دهد ، و همچنین به لطف مشخصات شار حرارتی بیضوی باریک آن ، یک شار گرمای اوج بالاتر دارد.
هنگامی که بازتابنده از عقب خارج شد و همانطور که در شکل 5 مشاهده می شود ، آزمایش تکرار عملکرد عنصر FFEH در 100mm از 52.3٪ به 45.3٪ کاهش یافت ، افت عملکرد به 14 that از آن هنگام که یک بازتابنده استفاده شد. . این به اندازه افت 29٪ که هنگام برداشتن یک بازتابنده از عنصر FTE وجود داشت ، شدید نبود. بنابراین یک عنصر توخالی بدون بازتابنده ، به همان اندازه یک عنصر FTE بدون بازتابنده متحمل نخواهد شد.
همانطور که در شکل 5 نیز نشان داده شده است ، شار گرمای 3D در پروفایل نیمه بیضوی باقی مانده است. با این حال در خروجی مادون قرمز ضعیف تر است ، همانطور که از مقدار اوج گرمازدایی با افت از 0.77 W / cm2 به 0.62 W / cm2 نشان داده شده است.
نتیجه
اگر عنصر FTE یا FFEH بدون رفلکتور عمل کند ، پرتوی ساطع شده در جهت رو به جلو کاهش می یابد. شار گرمای قله نیز کاهش خواهد یافت.
اگر یک عنصر توخالی بدون رفلکتور استفاده شود ، به همان اندازه که از یک عنصر FTE بدون بازتاب استفاده می کنید ، افت عملکرد را متحمل نمی شوید.
FFEH 600W تقریباً همان خروجی مادون قرمز را به عنوان یک عنصر FTE 650W و همچنین به لطف مشخصات شار حرارتی بیضوی باریک آن ، یک شار گرمای اوج بالاتر را ارائه می دهد.
توجه داشته باشید
با توجه به روش فعلی جهت یابی سنسور ، درصد تشعشع شناسایی شده از بخاری ها به نقل از اینجا ، در واقع پایین تر از راندمان واقعی آنها است. با این حال ، به عنوان مقایسه بازگشت به عقب ، آزمونها بسیار معتبر هستند.
این آزمایشات بر روی عناصر منفرد انجام شده است و با استفاده از چندین عنصر در آرایه ها ، ویژگیهای تابشی تغییر خواهند کرد. این یافته ها با این وجود نشانگر است.
