| AUTORS | DATUMS izveidots | VERSION | DOKUMENTA NUMURS |
|---|---|---|---|
| Dr Peter Marshall | 1 decembris 2017 | V1.1 | CC11 - 00120 |
Ievads
Šajā rakstā tiek pētīta Ceramicx aluminizētā tērauda un nerūsējošā tērauda infrasarkano staru atstarotāju pakļaušana augstām temperatūrām ietekme uz materiāla atstarošanas spēju. Tiek salīdzināti jauni un oksidēti atstarotāji, lai novērtētu to ietekmi uz starojuma siltuma plūsmas procentuālo daudzumu.
Materiāli
Šajā pētījumā tika izmantoti divi standarta formas atstarotāji (RAS 1) keramikas elementiem. Vienu reizi tas bija Ceramicx standarta alumīnija tērauds, bet otrs bija nerūsējošais tērauds. Visos testos tika izmantota viena un tā pati melnā stiklotā 1000 W FTE.
Piegāde
Atstarotāji tika ievietoti cepeškrāsnī 600 ° C temperatūrā uz 8 stundām standarta atmosfēras apstākļos. Pēc karsēšanas tiem ļāva atdzist krāsnī līdz atdzišanai. Kad šis process bija pabeigts, reflektoram tika uzstādīts 1000 W melni stiklots FTE, un siltuma plūsma tika reģistrēta, izmantojot standarta procedūru.
Ceramicx Herschel siltuma plūsmas robots pārbauda kopējo siltuma plūsmu (W.cm-2), kas notiek uz sensora. Sildītājus var uzstādīt Herschel un analizēt, izmantojot 3D infrasarkanās siltuma plūsmas kartēšanas rutīnu. Šī automatizētā sistēma izmanto infrasarkano sensoru, kas tiek robotizēti virzīts ap iepriekš noteiktu koordinātu režģa sistēmu pārbaudāmā sildītāja emitētāja priekšā. Sensora maksimālais siltuma plūsmas līmenis ir 2.3 W.cm-2 un mēra IR joslā 0.4-10 mikrometros. Koordinātu sistēma ir 500mm kubiskais režģis apkures emitētāja priekšā, sk. 1 attēlu. Robots pārvieto sensoru ar 25mm soli pa serpentīna ceļu X un Z virzienā, bet apkures emitētājs ir uzstādīts uz bīdāmās karietes, kura palielinās 50mm pakāpieniem Y virzienā.
Iekārtas rezultātus var korelēt ar procentuālo daļu no kopējās patērētās enerģijas, kas tiek atgriezta kā siltuma plūsma no sildītāja. Tas samazinās, palielinoties attālumam no sildītāja, jo starojuma siltuma plūsma novirzās no sildītāja.
rezultāti
Termiskā apstrāde
Pēc termiskās apstrādes alumīnija tērauda reflektoram bija matēti pelēks laukums reflektora centrālajā daļā, bet nerūsējošā tērauda atstarotājs bija tumši zilā/purpursarkanā krāsā, kā parādīts 1. attēlā zemāk.
Siltuma plūsmas mērīšana
Neizmantotie aluminizētie un nerūsējošā tērauda atstarotāji parāda, ka maksimālā procentuālā siltuma plūsma tiek reģistrēta 100 mm attālumā no elementa, kā parādīts 3. attēlā. Siltuma plūsmas rezultāti liecina, ka reģistrētā siltuma plūsma procentos ir augstāka alumīnija tērauda reflektoram nekā nerūsējošā tērauda atstarotājam, kas atbilst lielai daļai literatūras, ko līdz šim publicējuši Ceramicx un citi.
Ilgstoša augstas temperatūras iedarbība izraisa oksidāciju un līdz ar to atstarotāja efektivitātes pazemināšanos. Alumīnija tēraudam redzamais oksīda slānis izraisa 18.6% samazinājumu, kā parādīts 4. attēlā zemāk. Nerūsējošajam tēraudam šis samazinājums ir 2%, kas ir labi eksperimentālās kļūdas robežās.
Maksimālā siltuma plūsma neapstrādātam aluminizētam tēraudam bija augstāka nekā nerūsējošajam tēraudam. Tas bija paredzēts, ņemot vērā, ka aluminizētā tērauda atstarojošās īpašības ir labākas nekā nerūsējošā tērauda. Pēc termiskās apstrādes 1. tabulā parādīts, ka aluminizētā tērauda maksimālā siltuma plūsma krasi samazinājās, jo materiāla oksīda slānis absorbē infrasarkano starojumu. Un otrādi, nerūsējošā tērauda atstarotāja krāsas izmaiņas atbilstoši siltuma plūsmas procentuālajam mērījumam uzrādīja tikai nelielu samazinājumu.
Netika novērotas izteiktas izmaiņas elementa emisijas modelī. Turklāt siltuma plūsmas izmaiņas kā attāluma funkcija bija tādas, kā paredzēts.
Secinājumi
Kā iepriekš parādīja Ceramicx, pulēta aluminizēta tērauda atstarotāja izmantošana palielina procentuālo starojuma siltuma plūsmu, kas izstaro uz sildīšanas mērķi, salīdzinot ar nerūsējošo tēraudu. Zemākas temperatūras lietojumos, kur alumīnija oksidēšanās ir maz ticama, aluminizētais tērauds ir labāks veiktspējas materiāls. Augstākas temperatūras lietojumos, kur var notikt alumīnija oksidēšanās, nerūsējošais tērauds ir labāka izvēle, jo tas rada lielāku starojuma enerģijas daļu, kas tiek novirzīta uz mērķa materiālu.
Atbildības noraidīšana
Šie testa rezultāti ir rūpīgi jāapsver, pirms tiek noteikts, kādu infrasarkano staru izstarotāju izmantot procesā. Atkārtotos testos, ko veikuši citi uzņēmumi, var nebūt tādu pašu secinājumu. Izveidojot uzstādīšanas nosacījumus, ir iespējama kļūda, un mainīgie, kas var mainīt rezultātus, ietver izmantotā emitētāja zīmolu, emitētāja efektivitāti, piegādāto jaudu, attālumu no pārbaudītā materiāla līdz izmantotajam emitētājam un vidi . Vietas, kur mēra temperatūru, arī var atšķirties, un tāpēc tās ietekmē rezultātus.
