| AUTEUR | DATUM GECREEËRD | VERSIE | DOCUMENT NUMMER |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 10 juli 2014 | V1 | CC11 - 00034 |
Introductie
Dit rapport meet de verschillen in afgegeven warmteflux tussen holle en gewone infrarood verwarmingselementen. Van bijzonder belang is het effect van een reflector aan de achterkant van de elementen op de uitgezonden infrarooduitvoer.
Methode
Er zijn twee typen verwarmingselementen getest FTE650W en FFEH600W. Deze werden in de Herschel geplaatst en geanalyseerd met behulp van de 3D Infrared heat flux mapping routine. In dit geautomatiseerde systeem wordt een infraroodsensor robotisch rond een vooraf bepaald coördinatenroostersysteem geleid voor het te testen verwarmingselement. De sensor is een Schmidt-Boelter Thermopile Heat Flux Transducer met een ontwerp van maximaal warmtefluxniveau van 2.3 W / cm2 en meet infrarood (IR) in de band 0.4-10 micrometer. De invallende stralingswarmteflux die op elk punt wordt geregistreerd, wordt vervolgens opgeslagen en nabewerkt om een 3D-weergave te geven van de infrarood warmtefluxemissie. Het coördinatensysteem is een kubusvormig rooster van 500 mm voor het verwarmingselement, zie figuur 1. De robot beweegt de sensor in stappen van 25 mm langs een kronkelend pad in de x- en z-richting, terwijl het verwarmingselement is gemonteerd op een slede die in stappen in stappen van 100 mm in de y-richting.
Resultaten
FTE 650W met en zonder reflector
Om te beginnen werd de standaard FTE650W met een standaard RAS1 reflector van gealuminiseerd staal gemeten in de Herschel over een 500mm kubisch rooster. De resultaten worden getoond in figuur 2. Op een afstand van 100mm meet de Herschel-warmtefluxsensor 48.4% van de 650W-ingangsenergie die wordt uitgestraald door de verwarmer, dit komt neer op ongeveer 314.7W. De maximale warmteflux gemeten op 100mm van de verwarmer was 0.69 W / cm2 terwijl de warmtefluxprofielen half elliptisch zijn in de horizontale richting en halfcirkelvormig in de verticale richting.
Vervolgens werd de reflector van de achterkant verwijderd en de test herhaald. Het gemeten percentage gedetecteerde straling nam af van 48.4% tot 34.4% zoals weergegeven in figuur 3. Dit is een daling van ongeveer 29% van de uitgestraalde warmteafgifte met een reflector. De piek warmteflux nam ook sterk af van 0.69 W / cm2 naar 0.37 W / cm2.
FFEH 600W met en zonder reflector
Dezelfde test werd vervolgens uitgevoerd met het holle element, type FFEH 600W, waarvan de resultaten worden getoond in figuur 4. Merk op dat het ingangsvermogen 50W minder is dan dat ontvangen door de FTE650W.
Ondanks de vermindering van het stroomverbruik, zorgde de FFEH voor een grotere efficiëntie van infraroodoutput die 52.3% retourneerde bij 100mm. Dit betekende dat 313.7W werd gedetecteerd als infraroodemissies van de voorkant van de FFEH600W, een watt lager dan het standaard FTE650W-element. De maximale warmteflux steeg ook tot 0.77 W / cm2 in tegenstelling tot 0.69 W / cm2 voor de FTE650W terwijl de horizontale 3D-warmteflux semi-elliptisch in profiel bleef. Het verticale profiel was echter niet halfcirkelvormig maar had een meer uitgesproken elliptische vorm die bijdraagt aan deze hogere piek warmtefluxwaarde. Daarom geeft de FFEH 600W bijna dezelfde output als een FTE 650W-element, en ook een hogere piekwarmteflux dankzij het smallere elliptische warmtefluxprofiel.
Toen de reflector aan de achterkant werd verwijderd en zoals te zien is in figuur 5, herhaalde de test de prestaties van het FFEH-element bij 100mm daalde van 52.3% naar 45.3%, een prestatievermindering tot 14% daarvan wanneer een reflector werd gebruikt . Dit was niet zo ernstig als de 29% -daling die werd waargenomen toen een reflector van het FTE-element werd verwijderd. Daarom zal een hol element zonder reflector niet in dezelfde mate lijden als een FTE-element zonder reflector.
Zoals ook aangegeven in figuur 5 bleef de 3D-warmteflux semi-ellipsoïde in profiel. Het was echter zwakker in infraroodoutput zoals aangegeven door de piek warmtefluxwaarde die daalde van 0.77 W / cm2 naar 0.62 W / cm2.
Conclusie
Als een FTE- of FFEH-element zonder reflector wordt gebruikt, neemt de uitgezonden straling in voorwaartse richting af. Piek warmteflux zal ook afnemen.
Als een hol element zonder reflector wordt gebruikt, zal dit niet in dezelfde mate achteruitgaan als bij gebruik van een FTE-element zonder reflector.
De FFEH 600W geeft bijna dezelfde infraroodoutput als een FTE 650W-element, en ook een hogere piekwarmteflux dankzij het smallere elliptische warmtefluxprofiel.
Note
Vanwege de huidige methode om de sensor te oriënteren, is het percentage straling dat wordt gedetecteerd door de verwarmers zoals hier vermeld, feitelijk lager dan hun werkelijke efficiëntie. Als een back-to-back-vergelijking zijn de tests echter zeer geldig.
Deze tests zijn uitgevoerd op afzonderlijke elementen en de stralingskenmerken zullen veranderen wanneer meerdere elementen in arrays worden gebruikt. De bevindingen zijn echter indicatief.
