Hőelem hüvely - rozsdamentes acél v kerámia

SZERZŐ Létrehozás dátuma VÁLTOZAT DOKUMENTUM SZÁM
Dr. Gerard McGranaghan 20. november 2014. V1.1 CC11 - 00046

Bevezetés

Ebben a tesztben két különféle típusú hőelemet hasonlítottak össze az infravörös melegítésre adott válasz kiértékelése céljából. Mindkét hőelem K típusú volt, és az egyik tisztán kerámia hüvely, a másik rozsdamentes acélból készült.

Hőelem információk és teszt elrendezés

A hőelem mind K típusú, mind a TC UK, az Uxbridge UK gyártmánya. A rozsdamentes acélból készült hőelem 6mm ø és 210mm hosszú, és 321 rozsdamentes acélból készült. A másik hőelem 6mm ø és 165mm hosszú, de a hüvely anyaga alumínium porcelán volt.

1 ábra: Kísérleti elrendezés
1 ábra: Kísérleti elrendezés

Először mindkét hőelemet FTE 650W elem alatt állítottuk be. Egy tartókeretet készítettek, amely mindkét elemet azonos teszthelyzetben tartja, hogy lehetővé tegyék a 45mm hosszúságbeli különbséget a rozsdamentes acél és a porcelán hüvelyek között. Ezért a hőelem hegyei azonos teszthelyzetben voltak, ahogy az az 1. Ábrán látható.
A teszt ideje 500 másodperc volt.

Eredmények

Az eredményeket az alábbiakban mutatjuk be az 2 ábrán. A kerámia burkolatú hőelem reakciója sokkal gyorsabb volt, mint a rozsdamentes acél hőelem. A kerámia hőelem körülbelül 100 másodperc alatt elérte a 51 ° C hőmérsékletet. Míg a rozsdamentes acélból készült hőelem 242 másodperceket vett igénybe, hogy ugyanazt a hőmérsékletet elérje. A kerámia hőelem szintén 196 másodpercben elérte a 470 ° C maximális hőmérsékletet, míg a rozsdamentes acélból készült hőelem legmagasabb hőmérséklete körülbelül 125 ° C volt.

2 ábra: Az infravörös melegítési sebesség eredménye a kerámia és rozsdamentes acélból burkolt hőelemekre.
2 ábra: Az infravörös melegítési sebesség eredménye a kerámia és rozsdamentes acélból burkolt hőelemekre.
3 ábra. A kerámia és rozsdamentes acél burkolatú hőelem vezetőképességének / konvektív hőfokának eredményei
3 ábra. A kerámia és rozsdamentes acél burkolatú hőelem vezetőképességének / konvektív hőfokának eredményei

A második kísérletet ez alkalommal forró vízzel fűtötték. Ezért a hőelem fűtése mindkét hőelem vezetésén / konvekcióján keresztül történt, szemben az előző kísérlettel, ahol a hőátadás sugárzó volt. Az eredményeket a fenti 3 ábra mutatja. Ebben a kísérletben a rozsdamentes acél hőelem gyorsabban hevült, mint a kerámia hőelem. A kerámia hőelem által elért legmagasabb hőmérséklet 75 másodpercek után körülbelül 100 ° C volt.

Következtetések

Sugárzó fűtés esetén a porcelán vagy kerámia burkolatú hőelem gyorsabban melegszik, mint a rozsdamentes acél hőelem. Ez valószínűleg a rozsdamentes acél burkolat fényvisszaverő képességének köszönhető. A porcelán burkolat magasabb emisszióképességű lenne (tipikusan 0.9-0.95), ami a jobb infravörös abszorpciót eredményezi, ami gyorsabb reakcióidőt eredményez.

Érdekes lenne megismételni ugyanazt a tesztet egy nem fényes rozsdamentes acél hüvelytel, hogy megvizsgáljam az elszíneződött hüvely magasabb emisszióképességének érzékenységre gyakorolt ​​hatását.

Ezzel szemben az alacsony hőmérsékleten (75 ° C meleg víz) végzett vezető / konvektív vizsgálat során a rozsdamentes acél burkolat gyorsabb hevítési időt mutatott. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy a rozsdamentes acél magasabb hővezető képességgel rendelkezik (15 W / mK), mint a porceláné (1.5 W / mK).

Bejelentkezés

Regisztrálj

Regisztráció