| AUTOR | DATA UTWORZENIA | WERSJA | NUMER DOKUMENTU |
|---|---|---|---|
| Dr Peter Marshall | 1 grudnia 2017 | V1.1 | CC11 - 00120 |
Wprowadzenie
W artykule zbadano wpływ wystawienia reflektorów podczerwieni ze stali aluminiowanej i nierdzewnej Ceramicx na działanie wysokich temperatur na współczynnik odbicia materiału. Dokonuje się porównania między nowymi i utlenionymi reflektorami, aby ocenić wpływ tego na procentowy strumień ciepła promieniowania.
Materiały
W badaniu wykorzystano dwa odbłyśniki o standardowym kształcie (RAS 1) dla elementów ceramicznych. Kiedyś była to zwykła stal aluminiowana Ceramicx, a druga stal nierdzewna. We wszystkich testach zastosowano ten sam czarny, szklony 1000W FTE.
Metoda wykonania
Odbłyśniki umieszczono w piecu w temperaturze 600 ° C na godziny 8 w standardowych warunkach atmosferycznych. Po podgrzaniu pozostawiono je do ostygnięcia w piekarniku aż do ostygnięcia. Po zakończeniu tego procesu do odbłyśnika przymocowano FTE 1000W z czarnym szkłem, a strumień ciepła zarejestrowano zgodnie ze standardową procedurą.
Robot z topnikiem ciepła Ceramicx Herschel sprawdza całkowity strumień ciepła (W.cm-2), który występuje na czujniku. Grzejniki mogą być montowane w Herschel i analizowane przy użyciu procedury mapowania strumienia ciepła w podczerwieni 3D. Ten zautomatyzowany system wykorzystuje czujnik podczerwieni, który jest automatycznie prowadzony wokół wcześniej określonego układu siatki współrzędnych przed testowanym emiterem grzejnika. Czujnik ma maksymalny poziom strumienia ciepła 2.3 W.cm-2 i mierzy IR w zakresie mikrometrów 0.4-10. Układ współrzędnych to sześcienna kratka 500mm przed emiterem grzewczym, patrz rysunek 1. Robot przesuwa czujnik w przyrostach 25mm wzdłuż ścieżki serpentynowej w kierunkach X i Z, podczas gdy emiter ciepła jest zamontowany na wózku ślizgowym, który zwiększa się co 50mm w kierunku Y.
Wyniki z maszyny można skorelować z procentem całkowitej zużytej energii zwróconej jako strumień ciepła promieniowania z grzejnika. Zmniejsza się to wraz z odległością od grzejnika, gdy strumień ciepła promieniowania odbiega od grzejnika.
Efekt
Obróbka cieplna
Po obróbce cieplnej odbłyśnik ze stali aluminiowanej wykazywał matowo-szary obszar w środkowej części odbłyśnika, natomiast odbłyśnik ze stali nierdzewnej miał ciemnoniebieski / purpurowy kolor, jak pokazano na rysunku 1 poniżej.
Pomiar strumienia ciepła
Niewykorzystane odbłyśniki aluminiowane i ze stali nierdzewnej pokazują, że maksymalny procentowy strumień ciepła jest rejestrowany przy 100mm od elementu, jak pokazano na rysunku 3 poniżej. Wyniki strumienia ciepła pokazują, że zarejestrowany procentowy strumień ciepła jest wyższy dla odbłyśnika ze stali aluminiowanej niż dla odbłyśnika ze stali nierdzewnej, co jest zgodne z wieloma publikacjami opublikowanymi do tej pory przez Ceramicx i innych.
Długotrwałe narażenie na wysokie temperatury powoduje utlenianie, a tym samym spadek wydajności reflektora. W przypadku stali aluminiowanej widoczna warstwa tlenku powoduje zmniejszenie% 18.6, jak pokazano na rysunku 4 poniżej. W przypadku stali nierdzewnej spadek ten wynosi 2%, co mieści się w granicach błędu eksperymentalnego.
Szczytowy strumień ciepła dla nieprzetworzonej stali aluminiowanej był wyższy niż dla stali nierdzewnej. Spodziewano się tego, biorąc pod uwagę, że właściwości odbijające stali aluminiowanej są lepsze niż stali nierdzewnej. Po obróbce cieplnej tabela 1 pokazuje, że szczytowy strumień ciepła dla stali aluminiowanej gwałtownie spadł, gdy warstwa tlenkowa na materiale pochłania promieniowanie podczerwone. I odwrotnie, zmiana koloru reflektora ze stali nierdzewnej, zgodnie z pomiarem procentowego strumienia ciepła, wykazała tylko niewielki spadek.
Nie zaobserwowano wyraźnej zmiany we wzorze emisji elementu. Ponadto zmiana strumienia ciepła w funkcji odległości była zgodna z oczekiwaniami.
Wnioski
Jak wcześniej pokazał Ceramicx, zastosowanie polerowanego odbłyśnika ze stali aluminiowanej zwiększa procentowy strumień ciepła emitowany w kierunku celu grzewczego w porównaniu ze stalą nierdzewną. W zastosowaniach w niższych temperaturach, gdzie mało prawdopodobne jest utlenienie aluminium, wykazano, że stal aluminiowana jest materiałem o lepszych parametrach. W zastosowaniach w wyższych temperaturach, w których prawdopodobne jest utlenienie aluminium, stal nierdzewna jest lepszym wyborem, ponieważ prowadzi do większego udziału energii promieniowania skierowanej w kierunku materiału docelowego.
Odpowiedzialność
Te wyniki testu należy dokładnie rozważyć przed ustaleniem, jakiego rodzaju emitera podczerwieni należy użyć w procesie. Powtarzane testy przeprowadzone przez inne firmy mogą nie dać takich samych wyników. Istnieje możliwość błędu w osiągnięciu warunków ustawienia i zmienne, które mogą zmienić wyniki obejmują markę zastosowanego emitera, wydajność emitera, dostarczoną moc, odległość od badanego materiału do wykorzystanego emitera oraz środowisko . Miejsca, w których mierzone są temperatury, mogą się również różnić, a zatem wpływać na wyniki.
