| AUTHOR | DATA KRIJUAR | VERSION | NUMRI I DOKUMENTIT |
|---|---|---|---|
| Dr. Peter Marshall | 9 shkurt 2017 | V1.5 | CC11 - 00107 |
Prezantimi
Ky punim detajon hetimet në gotën më të mirë për të mbrojtur ngrohësit e kasetës kuarc të Ceramicx që lejojnë transmetimin më të mirë të rrezatimit infra të kuq. Një numër syzesh të ndryshme janë në dispozicion; megjithatë, këto do të kenë spektër të ndryshëm transmetimi karakteristik për shkak të kompozimeve të ndryshme. Me akordimin e spektrit të emisionit të elementit në spektrin e transmetimit të qelqit, mund të identifikohet kombinimi optimal për efikasitetin e energjisë në procesin e ngrohjes.
Metoda e dërgesës
Materiale 2.1
Pesë gota të ndryshme kuarci ishin me burim, secila me një trashësi prej 3 mm. Gota e parë ishte qelqi mbrojtës standard Ceramicx Robax®. Dy gota të tjera u morën nga diapazoni Nextrema TM i gotës Schott (Materialet 712-3 & 724-3). Dy gota të tjera u morën nga një palë e tretë tjetër. Këto ishin transparente me një nuancë të lehtë gri dhe një ngjyrë të bardhë, të errët ose pamje të ngrirë.
Glassdo xhami ishte montuar drejtpërdrejt para një elementi 500W, 230V HQE (dimensionet: 123.5 x 62.5mm). Spiralja e ngrohjes u vendos brenda 6 të tubave të qelqit kuarc në dispozicion 7 me tubin qendror të mbetur të pa ndezur. Një imazh i secilës prej syzeve 5 në vend në ngrohësit HQE është paraqitur në figurën 1
Fleta e të dhënave për tre gotat Schott (Nextrema TM 712-3, Nextrema TM 724-3 & Robax®) tregon spektrin e transmetimit infra të kuqe të paraqitur në figurën 2. Kjo tregon që NextremaTM 712-3 transmeton pak ose aspak rrezatim në spektrin e dukshëm, në përputhje me ngjyrën e errët të materialit, ndërsa rrezatimi shumë më tepër transmetohet nga NextremaTM 724-3 (Figura 2Error! Burimi i referencës nuk u gjet.) Dhe Robax® syzet. Në gjatësi vale më të gjata, rrezatimi përqindje i transmetuar nga materiali NextremaTM 724-3 është më i lartë se Robax® qelqi.
Ngrohësi HQE 500W ka një densitet të pikut të fuqisë spektrale (emision) në brezin e valës së 2 - 4.2μm siç tregohet në spektër (Error! Burimi i referencës nuk u gjet.). Prandaj, pritet që xhami me transmetimin më të madh në këtë rajon të shfaqë fluksin më të madh të nxehtësisë në eksperiment. Kjo është veçanërisht e rëndësishme në gjatësi vale më të ulëta të cilat janë më energjike sesa gjatësia e valëve më të gjata.
Metoda 2.2
Ngrohësit u montuan brenda platformës Herschel dhe energjizuan. Tensioni u rregullua i tillë që prodhimi i energjisë ishte 500 ± 1 W. Ngrohësit u lejua të nxehet për një periudhë 10 minutë para fillimit të provës. Do ngrohës u testua tre herë për të rritur saktësinë.
2.3 Herschel
Roboti me fluks nxehtësie Ceramicx Herschel shqyrton fluksin e përgjithshëm të nxehtësisë (W.cm-2) e cila është incident në sensorin. Ngrohësit mund të montohen në Herschel dhe të analizohen duke përdorur rutinën e hartës së fluksit të nxehtësisë 3D Infra të kuqe. Ky sistem i automatizuar përdor një sensorë infra të kuq, i cili drejtohet në mënyrë robotike rreth një sistemi të paracaktuar koordinativ të rrjetit përpara emetuesit të ngrohësit nën provë. Sensori ka një nivel maksimal të fluksit të nxehtësisë prej 2.3 W.cm-2 dhe mat IR në brezin e mikrometrave 0.4-10. Sistemi i koordinatave është një rrjet kub 500mm para emetuesit të ngrohjes, shihni Figurën 3. Roboti lëviz sensorin në ngritje 25mm përgjatë një shtegu gjarpri në drejtimet X- dhe Z, ndërsa emetuesi i ngrohjes është montuar në një karrocë rrëshqitëse e cila rritet në hapat 100mm përgjatë drejtimit Y-.
Rezultatet nga makina mund të shndërrohen në një përqindje të energjisë totale të konsumuar të kthyer si fluks i nxehtësisë rrezatuese nga ngrohësi. Kjo zvogëlohet me rritjen e distancës nga ngrohësi pasi fluksi i nxehtësisë rrezatuese ndryshon nga ngrohësi.
Rezultatet
Rezultatet e testit tregojnë disa të dhëna interesante, të cilat duhet të interpretohen krahas spektrit të transmetimit dhe emetimit të qelqit dhe elementeve të ngrohjes HQE të Ceramicx, përkatësisht. Të gjitha parcelat e konturit janë bërë duke përdorur të njëjtën shkallë ngjyrash për të siguruar krahasimin vizual të jetë i mundur.
3.1 NextremaTM 712-3
Kjo gotë e errët e errët shfaq pak ose aspak transmetim rrezatimi në spektrin e dukshëm (Figura 2); megjithatë, në gjatësi vale më të gjata është më transparente. Transmetimi bie në <10% në brezin e valës prej 2.8 3.2 - 40 μm, por rikuperohet në ≥3.5% në rajonin e brezit 4.2 - XNUMX μm.
Rezultatet tregojnë se, në 100mm, ekziston një densitet i pikut të fuqisë 0.6 W.cm-2, siç tregohet në figurën 4. Kjo tregon se fluksi i nxehtësisë së pikut, siç pritet, vjen nga qendra e elementit dhe zvogëlohet në mënyrë koncentrike me distancën si nga qendra e elementit.
Një komplot i ngjashëm mund të prodhohet për të gjitha distancat nga ngrohësi; megjithatë, tendenca e përgjithshme e uljes së fluksit të nxehtësisë nga qendra e elementeve është e njëjtë.
Në mënyrë të ngjashme, fluksi i përqindjes së nxehtësisë rrezatuese të regjistruar zvogëlohet pasi distanca nga elementi rritet (përgjatë boshtit y) siç tregohet në seksionin 2.3. Madhësia e kësaj ulje është treguar në figurën 5
3.2 NextremaTM 724-3
Xhami transparent Nextrema TM (724-3) shfaq një dalje fluksi nxehtësie pak më të lartë se xhami 712-3. Kjo është kryesisht për shkak të transparencës së saj më të mirë (≈90%) në rajonet më energjike të dukshme dhe afër IR (0.5 <λ <2.8 μm). Kur kombinohet me spektrin e emetimit të elementit kuarc, shihet një ndeshje më e mirë e cila konfirmohet nga fluksi më i lartë i nxehtësisë i regjistruar në hartë (Figura 6)
Ulja e energjisë së zbuluar si funksion distanca nga ngrohësi është shumë e ngjashme me atë që tregohet në figurën 5 për të njëjtin element me xham mbrojtës 712-3.
3.3 Robax®
Robaxhi® xhami tregon një fluks të dukshëm më të lartë të nxehtësisë në pikën qendrore të elementit i cili është jashtë shkallës së përgjithshme e cila është aplikuar, siç tregohet në figurën 7. Në këtë rast, fluksi i nxehtësisë rrezatuese kulmore është 0.80 W.cm-2. Fluksi më i lartë i nxehtësisë në qendër është tregues i transmetimit më të madh për shkak të temperaturës më të lartë të burimit (gjatësisë më të shkurtër të valëve IR).
Arsyeja për këtë performancë pak më të mirë është transmetimi i rritur IR në brezin primar (0.4 <λ <2.8μm). Për xhamin Robax®, rënia e transmetimit ndodh në një gjatësi vale pak më të gjatë e cila rrit prodhimin nga ngrohësi. Bandë e zvogëluar dhe më e ngushtë e transmetimit në brezin sekondar (3.2 <λ <4.2μm) nuk ka të njëjtin ndikim pasi këto gjatësi vale nuk janë aq energjike sa gjatësitë më të shkurtra të valës. Fluksi i përgjithshëm i nxehtësisë i regjistruar në 100 mm është, siç pritej, pak më i lartë se për syzet e shqyrtuara në seksionet 3.1 dhe 3.2 për shkak të vetive të transmetimit të zgjeruara të xhamit. Kjo tregohet në Figurën 8, më poshtë.
3.4 xhami i ngrirë
Harta e fluksit të nxehtësisë për ngrohësin e mbrojtur nga qelqi i ngrirë është treguar në figurën 9. Kjo tregon një model të ngjashëm të emetimit të energjisë nga ngrohësi me ato të detajuara më lart. Shkalla e zbuluar e fluksit të nxehtësisë është më e lartë se sa ato me NextremaTM mbrojtje por më e ulët se ajo e Robax® qelqi. Meqenëse asnjë spektër transmetimi nuk është i disponueshëm për këtë material, nuk mund të jepet njohuri për arsyet që fshihen pas kësaj.
Ndërsa distanca midis emetuesit dhe sensorit të fluksit të nxehtësisë është rritur, fluksi i zbuluar i nxehtësisë bie. Fluksi i përqindjes së nxehtësisë të zbuluar në 100mm është më i ulët se ai i Robax® xhami i cili është paraqitur në figurën 7, por më i lartë se NextremaTM syzet.
3.5 xhami i tejdukshëm
Harta e fluksit të nxehtësisë për gotën transparente është treguar në figurën 11. Kjo tregon shumë pak dallim të dukshëm ndaj materialit të qelqit të ngrirë i cili u ekzaminua në seksionin 3.4, tregues i shumë pak ndryshimit në spektrin e transmetimit të xhamit në rajonin aktiv të valës (2-4.2μm).
Fluksi i përgjithshëm i nxehtësisë është ngritur paksa në krahasim me atë të xhamit të ngrirë; megjithatë, është akoma nën atë të Robax® qelqi. Pa të dhëna të spektrit të transmetimit, asnjë shpjegim nuk mund të ofrohet për këtë vëzhgim.
Tabela 1 tregon fluksin mesatar maksimal të nxehtësisë i cili është regjistruar për elementin në tre provat e kryera, si dhe fluksi mesatar i nxehtësisë i regjistruar në 100 dhe 200mm nga sipërfaqja e elementit. Kjo tregon se dy NextremaTM dhe syzet e ngrira performuan dobët, megjithatë, ka pak për të ndarë Robax® dhe syzet transparente.
Një fenomen matjeje ndodh gjatë hartës së fluksit të nxehtësisë, ku leximi fillestar i marrë është një vlerë referimi, e caktuar zero dhe çdo vlerë e regjistruar matet në lidhje me këtë. Në ndarje të shkurtra, fluksi i nxehtësisë, prandaj, mund të regjistrohet si negativ, gjë që krijon rajone të pangjyrosura në komplotet e konturit.
Normalizimi i të dhënave të papërpunuara tregon se syzet Robax® dhe Transparenca janë me të vërtetë qelqi më efikas për transmetimin e rrezatimit siç tregohet në Tabelën 2.
Duke pasur parasysh se nuk ka të dhëna spektrale në dispozicion për qelqin Transparent, nuk është e mundur të jepet një arsye përfundimtare pse ndryshimi midis kësaj dhe Robax® ndodh dhe nëse është niveli i transparencës në IR-në të dukshme / afër (0.5 - 2.8μm) ose në rajonin e valës së mesme (≥3 μm).
Shtë e dukshme se fluksi maksimal i nxehtësisë i regjistruar për Robax® është më e lartë se sa për gotën Transparencë. Kjo mund të jetë tregues i një ndryshimi në transparencën infra të kuqe si një funksion i temperaturës, me Robax® duke u bërë më transparente në temperaturat e ngritura që shihen në pjesën qendrore të elementit.
Përfundim
Rezultatet e eksperimentit të mësipërm tregojnë se Robax® xhami, i përdorur aktualisht nga Ceramicx, për të mbrojtur ngrohësit e tij posedon një nga pronat më të mira të transmetimit IR për ngrohësit e kasetës kuarc. Kjo për shkak se spektri i transmetimit për këtë gotë është në maksimum në brezin e valës aktive të ngrohësit.
Për ngrohje optimale, spektri i transmetimit të xhamit mbrojtës duhet të përputhet me spektrin e emetimit të ngrohësit që ai mbron. Në këtë rast, xhami duhet të jetë sa më transparent në brezin e valës 1 - 3.2 μm.
Duhet të theksohet se dendësia e fuqisë së elementit dhe një sërë faktorësh të tjerë do të ndikojnë në rezultatet e këtij eksperimenti. Nëse fuqia për zonën e njësisë së elementit ndryshon, rezultatet do të ndryshojnë. Për më tepër, rezultatet e treguara në këtë eksperiment nuk janë përfaqësuese të një konfigurimi të një plline.
1 Një FQE 1000W dhe 500W HQE kanë të njëjtin densitet të energjisë dhe prandaj karakteristika të ngjashme të emetimit
Mohim përgjegjësie
Këto rezultate të provës duhet të merren parasysh me kujdes përpara se të përcaktohet se cili lloj emetuesi infra të kuq për t'u përdorur në një proces. Testet e përsëritura të bëra nga kompani të tjera nuk mund të arrijnë të njëjtat gjetje. Ekziston mundësia e gabimit në arritjen e kushteve të vendosjes dhe variablave që mund të ndryshojnë rezultatet përfshijnë: markën e emetuesit të punësuar, efikasitetin e emetuesit, energjinë e furnizuar, distancën nga materiali i testuar në emetuesin e përdorur dhe mjedis. Vendndodhjet në të cilat maten temperaturat gjithashtu mund të ndryshojnë dhe prandaj ndikojnë në rezultatet.
