| FÖRFATTARE | SKAPAT DATUM | VERSION | DOKUMENTNUMMER |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 27 mars 2014 | V1.1 | CC11 - 00013 |
Beskrivning
Denna rapport beskriver en serie experiment på kvarts-kassetter där rostfritt stål och reflexmaterial av aluminiumoxiderat stål jämfördes. Test utfördes med reflektorer och utan reflektorer.
| Testnummer | Provnummer | Typ | Effekt (W) | rena | Reflektor |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | STST | 800 | missfärgad | Reflektor |
| 2 | 2 | STST | 800 | rena | Reflektor |
| 3 | 3 | Al St | 800 | rena | Reflektor |
| 4 | 1 | STST | 800 | missfärgad | Nej |
| 5 | 2 | STST | 800 | rena | Nej |
| 6 | 3 | Al St | 800 | rena | Nej |
| 7 | 4 | Al St | 800 | rena | Nej |
Rostfria stålkroppar, medan de först är blanka, tenderar att missfärgas snabbt med temperaturen. För att bedöma effekten av denna missfärgning testades ett helt nytt "rent" rostfritt stålelement för värmeflödeseffekt. Resultaten visas i figur 1. Elementet visar en avkastning på 53.1% vid 100mm, minskar till 17.0% vid 500mm. Efter testning hade elementet missfärgats avsevärt.
För att jämföra utsläpp från nya "rena" element mot redan missfärgade element, blöts ett andra rostfritt stålelement i en ugn vid 400 ° C under 30 minuter. När elementet avlägsnades var det en ljus halmoxidfärg överallt. Men när de utsattes för uppvärmning på testriggen, fortsatte de omgivande områdena fort att missfärgas snabbt och blev liknande det första rostfritt stålprovet som framgår av figur 2 (2). Testresultaten vid 53.1% och 17.1% indikerar ingen signifikant skillnad i prestanda mellan något av elementen.
Därför kommer ett 800W-element i rostfritt stål att missfärgas ganska snabbt från nytt och skillnaden i strålningsemission mellan ett helt nytt och ett äldre missfärgat element är försumbar.
När ett aluminiumförenat stålelement testades i samma uppsättning presterade detta bättre än någon av de rostfria stålelementen. Figur 1 visar hur AS-elementet returnerade 54.3% vid 100mm och runt 17.8% vid 500mm. Jämfört med den rostfria stålkroppen är den ökade effekten antagligen ett resultat av den lägre emissiviteten hos den aluminiumiserade stålbeläggningen, vilket leder till högre reflektionsförmåga och återriktning av bakre infraröd energi till målet, men också dess motstånd mot ytnedbrytning vid högre Wattage (1000W). Figur 2 (1) visar den aluminiumiserade stålkassetten efter testning; detta visar ingen nedbrytning på ytan och med undantag för några få berättelser kan det nästan inte skiljas från ett nytt element.
Därefter avlägsnades reflektorn och samma element testades igen. Resultaten visas i figur 1. Två element i rostfritt stål testades utan reflektor och visar ungefär 3 till 3.5% minskning i prestanda vid 100 mm jämfört med båda ”med reflektor” -fall. Detta bevisar att kroppen av det rostfria elementet värms upp i en sådan utsträckning att missfärgning sker, och den efterföljande förändringen i ytemissivitet leder till högre strålningsförluster från baksidan av rostfritt stålkassetten. Därför rekommenderas en ytterligare reflektor av någon typ när du använder element av rostfritt stål, särskilt vid höga effekter eller omgivningstemperaturer där missfärgning av kassettkroppen är mer sannolikt.
Däremot fungerar de aluminiumfördelade stålkassetterna lika bra med eller utan reflektorer. Detta ses i figur 1 där de icke-reflektiva aluminiumoxerade stålkassetterna båda återgår till cirka 54.7%. AS-kassetten med reflektor gav 54.3%, även om 0.4% lägre än fallet utan reflektor, detta fortfarande ligger inom experimentella variationer.
Den aluminiumiserade stålkassetten presterar cirka 4-5% bättre än ett rostfritt stålelement utan reflektor.
Sammanfattning
I FQE- och PFQE-element visar rostfria stålkroppar utsatta för höga temperaturer ytnedbrytning vilket leder till en minskning av reflektansen och en ökning av bakåtemissivitet och därmed kräver en oberoende reflektor för att förbättra prestanda.
Aluminiumiserade stålkroppar uppvisar inte samma nedbrytning och eftersom emissiviteten förblir konsekvent hög kräver dessa inte en reflektor.
Anmärkningar
Det måste undersökas om förlusten i reflektionsförmåga hos rostfritt stålkropp också finns i lägre wattdelar. I kassetter med låg effekt kan driftstemperaturen vara betydligt lägre, därför kan det rostfria stålet inte bilda oxider och missfärgas.
Bildningen av oxider är emellertid temperaturdriven, därför kan ett lågvattenelement som arbetar i en stängd ugn vid höga omgivningstemperaturer uppleva sådana höga temperaturer och även börja oxidera. Från ugnstester börjar oxidation av rostfritt stål gradvis ske runt 150 ° C och framåt, och blir mycket mörk från 550 ° C.
I vissa miljöer om aluminiserat stål kontinuerligt används vid temperaturer över 500 ° C kan flingning av aluminium uppstå vilket också kan orsaka försämring av prestanda. Detta förekommer dock inte under normala förhållanden. Ceramicx tekniska rapport CCII-00014 beskriver aluminiummotståndet mer detaljerat och visar ingen ytförsämring förrän omkring 630 ° C.
Vissa processer kan leda till att reflektorytan förorenas igen vilket resulterar i en minskad prestanda. En ren reflektor fungerar på optimala nivåer.
Dessa problem med över temperatur kan undvikas genom noggrann temperaturövervakning och reglering i ugnen eller på själva temperaturreflektorerna.
Villkor
Dessa testresultat bör övervägas noggrant 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.
