| FÖRFATTARE | SKAPAT DATUM | VERSION | DOKUMENTNUMMER |
|---|---|---|---|
| Dr Peter Marshall | 1 December 2017 | V1.1 | CC11 - 00120 |
Beskrivning
Detta dokument studerar påverkan av att utsätta Ceramicx aluminiumoxerad stål och rostfritt stål infraröda reflektorer för höga temperaturer på materialets reflektivitet. En jämförelse görs mellan nya och oxiderade reflektorer för att mäta påverkan av detta på det procentuella strålningsvärmeflödet.
material
Två standardformade reflektorer (RAS 1) för keramiska element användes i denna studie. En gång var Ceramicx standardaluerat stål medan det andra var rostfritt stål. Samma svartglasade 1000W FTE användes i alla test.
Metod
Reflektorerna placerades i ugnen vid 600 ° C under 8 timmar under normala atmosfäriska förhållanden. Efter uppvärmning fick de svalna i ugnen tills de var kalla. När denna process var avslutad monterades en 1000W svartglasad FTE på reflektorn och värmeflödet registrerades med hjälp av standardproceduren.
Ceramicx Herschel värmeflödesrobot undersöker det totala värmeflödet (W.cm)-2) som inträffar på sensorn. Värmare kan monteras i Herschel och analyseras med 3D-rutin för kartläggning av infraröd värmeflöde. Detta automatiska system använder en infraröd sensor som är robotstyrd runt ett förutbestämt koordinatsnitsystem framför värmeavgivaren som testas. Sensorn har en maximal värmeflödesnivå på 2.3 W.cm-2 och mäter IR i bandet 0.4-10 mikrometer. Koordinatsystemet är ett kubiknät 500mm framför värmeavgivaren, se figur 1. Roboten förflyttar sensorn i steg om 25mm längs en serpentinväg i X- och Z-riktningarna, medan värmeavgivaren är monterad på en glidvagn som steg i 50mm steg längs Y-riktningen.
Resultaten från maskinen kan korreleras till en procentandel av den totala energiförbrukningen som returneras som strålningsvärmeflöde från värmaren. Detta minskar med avståndet från värmaren när strålningsvärmeflödet avviker från värmaren.
Resultat
Värmebehandling
Efter värmebehandling visade den aluminiumiserade stålreflektorn ett mattgrått område i den centrala delen av reflektorn medan den rostfria stålreflektorn visade djupblå / lila färg, såsom visas i figur 1 nedan.
Värmeflödesmätning
Oanvända aluminiumoxidiserade och rostfria reflektorer visar att det maximala procentuella värmeflödet registreras vid 100mm från elementet, såsom visas i figur 3 nedan. Värmeflödesresultaten visar att det procentuella värmeflödet som registrerats är högre för aluminiumoxerad stålreflektor än för rostfritt stålreflektor, i överensstämmelse med mycket litteratur publicerad hittills av Ceramicx och andra.
Långvarig exponering för höga temperaturer orsakar oxidation och därför minskar reflektorns effektivitet. För aluminiumiserat stål orsakar det synliga oxidskiktet en 18.6% -minskning, såsom visas i figur 4, nedan. För rostfritt stål är denna minskning 2%, vilket ligger väl inom gränserna för experimentfel.
Toppvärmeflödet för obehandlat aluminiumiserat stål var högre än för rostfritt stål. Detta förväntades med tanke på att de reflekterande egenskaperna hos aluminiumiserat stål är bättre än rostfritt stål. Efter värmebehandling visar tabell 1 att toppvärmeflödet för aluminiumiserat stål sjönk dramatiskt när oxidskiktet på materialet absorberar den infraröda strålningen. Omvänt visade förändringen i färg för den rostfria reflektorn, i linje med den procentuella värmeflödesmätningen, bara en liten minskning.
Ingen tydlig förändring observerades i emissionens mönster för elementet. Vidare var förändringen i värmeflödet, som en funktion av avståndet, som förväntat.
Slutsats
Som tidigare visats av Ceramicx ökar användningen av en polerad aluminiumfördelad stålreflektor den procentuella strålningsvärmeflödet som släpps ut mot värmemålet jämfört med rostfritt stål. För applikationer med lägre temperaturer, där oxidation av aluminiumen osannolikt kommer att inträffa, visas aluminiumfördelat stål som ett bättre material. För applikationer med högre temperaturer, där aluminiumoxidation troligtvis kommer att inträffa, är rostfritt stål ett bättre val eftersom det leder till en större andel strålningsenergi riktad mot målmaterialet.
Villkor
Dessa testresultat bör noggrant övervägas innan en bestämning av vilken typ av infraröd emitter som ska användas i en process. Upprepade tester utförda av andra företag kan inte uppnå samma resultat. Det finns en möjlighet till fel vid uppnåendet av inställningsförhållanden och variabler som kan förändra resultaten inkluderar märket av emitter som används, emitterns effektivitet, den levererade kraften, avståndet från det testade materialet till den emitter som används och miljön . Platserna där temperaturen mäts kan också variera och påverkar därför resultaten.
