노화 된 적외선 반사기 효율 비교

저자 작성일 버전 문서 번호
피터 마샬 박사 1 12월 2017 V1.1 CC11 – 00120

개요

이 논문은 Ceramicx 알루미늄 강철 및 스테인리스 스틸 적외선 반사기를 고온에 노출시키는 것이 재료의 반사율에 미치는 영향을 연구합니다. 복사 열유속 백분율에 미치는 영향을 측정하기 위해 새 반사경과 산화 반사경을 비교합니다.

소스

이 연구에서는 세라믹 요소를위한 2 개의 표준 모양 반사경 (RAS 1)이 사용되었습니다. 한 번은 Ceramicx 표준 알루미늄 강철이었고 다른 하나는 스테인레스 스틸이었습니다. 모든 검정에서 동일한 검은 유약 1000W FTE가 사용되었습니다.

방법

반사기는 표준 대기 조건 하에서 600 ° C의 오븐에 8 시간 동안 두었다. 가열 후, 냉각 될 때까지 오븐 내에서 냉각시켰다. 이 과정이 완료되면 1000W 흑색 유리 FTE를 반사기에 장착하고 표준 절차를 사용하여 열유속을 기록했습니다.

Ceramicx Herschel 열유속 로봇, 총 열유속 (W.cm) 검사-2)가 센서에 발생합니다. 히터는 Herschel에 장착하고 3D 적외선 열 플럭스 매핑 루틴을 사용하여 분석 할 수 있습니다. 이 자동화 시스템은 테스트중인 히터 이미 터 앞의 미리 결정된 좌표 그리드 시스템을 로봇 식으로 안내하는 적외선 센서를 사용합니다. 센서의 최대 열유속 수준은 2.3 W.cm입니다.-2 0.4-10 마이크로 미터 대역에서 IR을 측정합니다. 좌표계는 가열 이미 터 앞의 500mm 입방 격자입니다 (그림 1 참조). 로봇은 X- 및 Z- 방향으로 구불 구불 한 경로를 따라 25mm 단위로 센서를 50mm 단위로 이동하고, 가열 이미 터는 Y- 방향을 따라 XNUMXmm 단위로 증가하는 슬라이드 캐리지에 장착됩니다.

센서 경로
그림 1 : 히터 이미 터 위치의 센서 경로와 평면을 보여주는 측정 그리드의 개략도.

기계의 결과는 히터에서 복사 열 플럭스로 반환 된 총 소비 에너지의 백분율과 상관 될 수 있습니다. 복사 열 플럭스가 히터에서 발산 할 때 히터로부터의 거리에 따라 감소합니다.

결과

열처리

열처리 후, 알루미늄 도금 된 강철 반사기는 반사기의 중앙 부분에서 무광 회색 영역을 보인 반면, 스테인레스 스틸 반사기는 아래의 1에 도시 된 바와 같이 진한 파란색 / 보라색을 나타냈다.

노화 된 반사기 효율 비교
그림 2. 고온 노출로 인한 알루미늄 도금 강 (l) 및 스테인리스 강 (r) 반사기의 변색

열유속 측정

사용되지 않은 알루미늄 및 스테인레스 스틸 반사경은 아래 그림 100에 표시된 것처럼 최대 백분율 열유속이 요소에서 3mm로 기록됨을 보여줍니다. 열 플럭스 결과는 기록 된 열 플럭스 비율이 세라믹스와 다른 사람들에 의해 현재까지 출판 된 많은 문헌과 일치하는 스테인레스 스틸 반사기보다 알루미늄 도금 강철 반사기에서 더 높다는 것을 보여준다.

노화 된 반사기 효율 비교
그림 3. 사용되지 않은 알루미늄 도금 강철 (위)과 스테인레스 스틸 (아래) 반사기가있는 1000W FTE의 열유속 비율.

고온에 장시간 노출되면 산화가 일어나 반사기의 효율이 떨어집니다. 알루미늄 도금 강판의 경우, 가시적 산화막은 아래 그림 18.6에 표시된 것처럼 4 % 감소를 유발합니다. 스테인레스 스틸의 경우,이 감소는 2 %이며 이는 실험 오차의 한계 내에 있습니다.

노화 된 반사기 효율 비교
그림 4. 오래된 알루미늄 도금 반사판 (위)과 스테인레스 스틸 (아래)의 열유속 비율

처리되지 않은 알루미늄 도금 강의 최고 열유속은 스테인레스 강보다 최고였다. 알루미늄보다 강판의 반사 특성이 스테인리스 강보다 우수 할 것으로 예상됩니다. 열처리 후, 표 1는 재료의 산화막이 적외선을 흡수함에 따라 알루미늄 도금 강재의 최대 열 플럭스가 급격히 떨어졌음을 보여줍니다. 반대로, 열유속 백분율에 따른 스테인리스 스틸 반사기의 색상 변화는 작은 감소를 보여 주었다.

노화 된 반사기 효율 비교
표 1. 반사기 재료 유형에 대한 백분율 열유속 및 최대 열유속

소자의 방출 패턴에서 뚜렷한 변화가 관찰되지 않았다. 또한, 거리의 함수로서 열유속의 변화는 예상대로였다.

결론

Ceramicx에 의해 이전에 도시 된 바와 같이, 연마 된 알루미늄 도금 강철 반사기의 사용은 스테인레스 스틸과 비교하여 가열 타겟을 향해 방출되는 복사 열 플럭스를 증가시킨다. 알루미늄의 산화가 일어날 가능성이 낮은 저온 응용 분야의 경우, 알루미늄 도금 강판이 성능이 더 우수한 재료로 표시됩니다. 알루미늄 산화가 발생할 가능성이 높은 고온 응용 분야의 경우, 목표 물질을 향한 더 많은 복사 에너지를 유도하기 때문에 스테인레스 스틸이 더 나은 선택입니다.


책임 부인

공정에 사용할 적외선 이미 터 유형을 결정하기 전에 이러한 테스트 결과를 신중하게 고려해야합니다. 다른 회사에서 반복 테스트를 수행해도 같은 결과를 얻지 못할 수 있습니다. 설정 조건과 결과를 변경할 수있는 변수를 달성하는 데 오류가있을 수 있습니다. 사용 된 이미 터의 브랜드, 이미 터의 효율, 공급 된 전력, 테스트 된 재료에서 사용 된 이미 터까지의 거리 및 환경 . 온도가 측정되는 위치도 다를 수 있으며 결과에 영향을 미칩니다.

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