| FÖRFATTARE | SKAPAT DATUM | VERSION | DOKUMENTNUMMER |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 10 juli 2014 | V1 | CC11 - 00034 |
Beskrivning
Denna rapport mäter skillnaderna i utsläpp av värmeflöde mellan ihåliga och vanliga infraröda värmeelement. Av särskilt intresse är effekten av en reflektor placerad på baksidan av elementen på den utsända infraröda utgången.
Metod
Två typer av värmeelement testades FTE650W och FFEH600W. Dessa placerades i Herschel och analyserades med hjälp av rutinen för kartläggning av infraröd värmeflöde. I detta automatiserade system styrs en infraröd sensor robotiskt runt ett förutbestämt koordinatsnitsystem framför värmeelementet som testas. Sensorn är en Schmidt-Boelter termopil värmefluxomvandlare med en konstruktions maximal värmeflödesnivå på 3 W / cm2.3 och mäter infraröd (IR) i bandet 2-0.4 mikrometer. Det infallande strålningsvärmeflödet som registrerats vid varje punkt sparas sedan och efterbehandlas för att ge en 10D-representation av det infraröda värmeflödesemissionen. Koordinatsystemet är ett 3 mm kubiknät framför värmeelementet, se figur 500. Roboten flyttar sensorn i steg om 1 mm längs en serpentinväg i x- och z-riktningen, medan värmeelementet är monterat på en glidvagn som stegvis i 25 mm steg längs y-riktningen.
Resultat
FTE 650W med och utan reflektor
Till att börja med mättes standard FTE650W med en standardiserad RAS1-reflektor av stål i Herschel över ett kubiskt nät av 500mm. Resultaten visas i figur 2. På ett avstånd av 100mm, mäter Herschel värmeflödesgivare 48.4% av 650W ingångsenergi som släpps ut från värmaren, detta kommer till cirka 314.7W. Det maximala värmeflödet som registrerades vid 100mm från värmaren var 0.69 W / cm2 medan värmeflödesprofilerna är semi- elliptiska i horisontell riktning och halvcirkulära i vertikal.
Därefter avlägsnades reflektorn bakifrån och testet upprepades. Den uppmätta andelen strålning som upptäckts minskade från 48.4% till 34.4% såsom visas i figur 3. Detta är en droppe på cirka 29% av den utstrålade värmeeffekten med en reflektor. Toppvärmeflödet minskade också kraftigt från 0.69 W / cm2 till 0.37 W / cm2.
FFEH 600W med och utan reflektor
Samma test utfördes sedan med det ihåliga elementet, typ FFEH 600W, vars resultat visas i figur 4. Observera att ingångseffekten är 50W mindre än den som mottas av FTE650W.
Trots minskningen i strömförbrukning gav FFEH en större effektivitet av infraröd utgång som gav 52.3% vid 100mm. Detta innebar att 313.7W upptäcktes som infraröda utsläpp från framsidan av FFEH600W, en watt lägre än standard FTE650W-elementet. Det maximala värmeflödet steg också till 0.77 W / cm2 i motsats till 0.69 W / cm2 för FTE650W medan det horisontella 3D-värmeflödet förblev semi-elliptiskt i profil. Den vertikala profilen var emellertid inte halvcirkulär utan av en mer uttalad elliptisk form som hjälper till att redogöra för detta högre toppvärmeflödesvärde. Därför ger FFEH 600W nästan samma utgång som ett FTE 650W-element, och också ett högre toppvärmeflöde tack vare sin smalare elliptiska värmeflödesprofil.
När reflektorn avlägsnades bakifrån och som kan ses i figur 5, testet upprepade prestanda för FFEH-elementet vid 100mm minskade från 52.3% till 45.3%, ett fall i prestanda till 14% av det när en reflektor användes . Detta var inte lika allvarligt som 29% -minskningen sett när en reflektor togs bort från FTE-elementet. Därför ett ihåligt element utan reflektor kommer det inte att lida i samma utsträckning som ett FTE-element utan reflektor.
Som också anges i figur 5 förblev 3D-värmeflödet semi-ellipsoid i profil. Det var emellertid svagare i infraröd utgång, vilket indikerades av det högsta värmeflödesvärdet som sjönk från 0.77 W / cm2 till 0.62 W / cm2.
Slutsats
Om ett FTE- eller FFEH-element manövreras utan reflektor, kommer strålningen i framåtriktningen att minska. Peak värmeflödet kommer också att minska.
Om ett ihåligt element används utan en reflektor, kommer det inte att drabbas av en minskning i prestanda i samma utsträckning som att använda ett FTE-element utan en reflektor.
FFEH 600W ger nästan samma infraröda utgång som ett FTE 650W-element, och också ett högre toppvärmeflöde tack vare sin smalare elliptiska värmeflödesprofil.
Anmärkningar
På grund av den nuvarande metoden för att orientera sensorn är procentandelen strålning som upptäcks från värmaren som citeras här faktiskt lägre än deras verkliga effektivitet. Som jämförelse mellan rygg och rygg är testerna emellertid mycket giltiga.
Dessa tester utfördes på enstaka element, och strålningsegenskaper kommer att förändras när flera element används i matriser. Resultaten är ändå vägledande.
