สีของปลอก PFA (เม็ดสีธรรมชาติเทียบกับเม็ดสีสีดำ) ส่งผลต่อการดูดซับความร้อนจากการแผ่รังสีในการติดตั้งในอากาศ-แบบเปิดอย่างไร

ปลอกเครื่องทำความร้อน PFA มีให้เลือกสองสีมาตรฐาน: สีธรรมชาติ (โปร่งแสง สีขาวออฟ-) และเม็ดสีสีดำ (มีคาร์บอน-) หากเครื่องทำความร้อนถูกจุ่มจนมิด สีของตัวทำความร้อนจะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการตรวจจับเนื่องจากการพาความร้อนเป็นโหมดการถ่ายเทความร้อนหลัก และพลังงานรังสีใดๆ จะถูกดูดซับโดยของเหลวที่อยู่รอบๆ ก่อนที่จะไปถึงเปลือก ใน-การใช้งานในอากาศ-แบบเปิด เช่น เครื่องทำความร้อนแบบกระจายรังสีอินฟราเรด เครื่องทำความร้อนแบบท่ออากาศ หรือเครื่องทำความร้อนเหนือพื้นผิวของเหลวในถังที่เติมบางส่วน- สีมีผลกระทบอย่างมากต่อปริมาณพลังงานรังสีที่ถูกดูดซับโดยปลอก PFA จากสภาพแวดล้อมหรือที่ปล่อยออกมา PFA ที่มีเม็ดสีดำดูดซับ 85-95% ของ IR ที่เกิดขึ้น Natural PFA ส่ง 60-80% ของเหตุการณ์ IR ผ่านปลอกและสะท้อนส่วนที่เหลือส่วนใหญ่ ความแตกต่างนี้ส่งผลต่อผลที่ตามมาในทางปฏิบัติสามประการ ได้แก่ เวลาอุ่นเครื่องของเครื่องทำความร้อนจากสภาพแวดล้อม อุณหภูมิสมดุลภายใต้แหล่งกำเนิดรังสีภายนอก และความเครียดจากความร้อนที่ส่วนต่อประสานโลหะ PFA

ลักษณะการดูดซับและการส่งผ่านที่ขึ้นกับความยาวคลื่น
The optical properties of PFA rely upon the presence of the carbon black pigment (normally 1-3% by weight) and the wavelength of incident radiation. Natural PFA has good transparency (70–85 %) and low absorption for ultraviolet (UV) and visible light (300–700 nm). The material looks translucent because the light is scattered by the floating crystallites, not absorbed. Black coloured PFA has absorption >90% เหนือสเปกตรัม IR- ที่มองเห็นได้- UV เต็มรูปแบบ เนื่องจากอนุภาคคาร์บอนซึ่งเป็นตัวดูดซับบรอดแบนด์ที่มีประสิทธิภาพ ในช่วงรังสีอินฟราเรดใกล้- (700–2,500 นาโนเมตร) ซึ่งเป็นบริเวณที่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนจากผนังถังร้อนหรือเครื่องทำความร้อนที่อยู่ใกล้เคียง PFA ตามธรรมชาติยังคงมีความโปร่งใสส่วนใหญ่โดยมีการส่งผ่าน 40–60% และการสะท้อนแสง 15–25% ส่วนที่เหลืออีก 20–35 % ถูกดูดซับโดยตัวโพลีเมอร์เอง โดยส่วนใหญ่เกิดจากการสั่นของพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีน PFA สีดำในแถบ NIR เดียวกันดูดซับได้ 85-92% โดยมีการส่งผ่านเล็กน้อยผ่านความหนาของผนัง 1.5 มม.

อินฟราเรดช่วงกลาง- และไกล- (2,500–15,000 นาโนเมตร) สอดคล้องกับการปล่อยความร้อนจากวัตถุในช่วง 50–300 องศา ในช่วงนี้วัสดุทั้งสองสามารถดูดซับได้มาก เนื่องจากความยาวคลื่นสอดคล้องกับการสั่นสะเทือนของโมเลกุลขั้นพื้นฐาน PFA ธรรมชาติดูดซับที่ความยาวคลื่นเหล่านี้ 70-80 % Black PFA ดูดซับได้ 90-95 % ในทางปฏิบัติ สีเป็นสิ่งสำคัญที่สุด เมื่อเครื่องทำความร้อนสัมผัสกับแหล่งกำเนิดรังสีที่มีความยาวคลื่นการปล่อยสูงสุดต่ำกว่า 2,500 นาโนเมตร นั่นคือแสงแดด (พีค 500 นาโนเมตร) หลอดไส้ (1,000-2,000 นาโนเมตร) หรือพื้นผิวโลหะร้อนที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 300oC (การแผ่รังสีสูงสุด)<5,000 nm). In common industrial open-air installations with an ambient temperature of 20–50°C and no hot items in the vicinity, the difference between natural and black PFA is minimal, since the primary route of heat transfer is convection to air and not radiation absorption.

ประสิทธิภาพการทำงานกลางแจ้งและการโหลดการติดตั้งด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
สำหรับเครื่องทำความร้อน PFA ที่ใช้ภายนอกหรือในบริเวณที่มีแสงแดดส่องถึง สีถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในการพิจารณาอุณหภูมิเปลือกที่สมดุลเมื่อเครื่องทำความร้อนลด-พลังงาน. 70-80% ของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ (สเปกตรัม AM1.5 จุดสูงสุด 1,000 วัตต์/เมตร 2) ถูกส่งผ่านโพลีเมอร์ไปยังแกนโลหะด้านล่างผ่านเปลือก PFA ตามธรรมชาติ พลังงานที่ถ่ายโอนจะถูกดูดซับโดยแกนโลหะสีดำ ซึ่งจะร้อนขึ้นและถ่ายเทความร้อนกลับไปยัง PFA อุณหภูมิสมดุลอยู่ที่ประมาณ 45-50 องศา C ในเครื่องทำความร้อน PFA ตามธรรมชาติโดยมีแสงแดดเต็มที่ที่อุณหภูมิแวดล้อม 30 องศา C และไม่มีไฟฟ้าภายใน เครื่องทำความร้อน PFA ที่มีเม็ดสีสีดำจะดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงที่พื้นผิวด้านนอก โดยมีอุณหภูมิสมดุล 65-75 องศา ภายใต้สภาวะเดียวกัน - ร้อนกว่า 20-25 องศา ความแตกต่างนี้มีความสำคัญด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก อุณหภูมิพื้นฐานที่สูงขึ้นของ PFA สีดำจะช่วยเพิ่มความเครียดจากความร้อนในรอบการเปิดเครื่องต่อไปนี้ ตัวอย่างเช่น เครื่องทำความร้อนสีดำที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นที่ 70C จะต้องปีนขึ้นไปที่ 80C เท่านั้น เพื่อให้ได้อุณหภูมิในการทำงานถึง 150C เครื่องทำความร้อนตามธรรมชาติเริ่มต้นที่ 50C จะต้องเพิ่ม 100C ซึ่งหมายความว่าความเครียดจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนในวัสดุสีดำลดลง 20% ประการที่สอง อุณหภูมิขณะเดินเบาที่สูงขึ้นของ PFA สีดำจะช่วยเพิ่มการโจมตีทางเคมีจากสิ่งปนเปื้อนในบรรยากาศ (หมอกกรด ไอระเหยของคลอรีน) เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าทุก ๆ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 15–20 องศา PFA แบบธรรมชาติมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าในการติดตั้งกลางแจ้งในสภาวะที่ต้องใช้สารเคมี เนื่องจากการดูดซับแสงแดดที่ต่ำกว่า

ในเวลากลางคืนหรือในที่ร่ม ผลของความร้อนจากแสงแดดจะกลับกัน PFA ธรรมชาติมีความโปร่งใสต่อการแผ่รังสีความร้อนมากกว่า และเปล่งรังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพน้อยลงที่ความยาวคลื่นยาว การวัดการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีบ่งชี้ว่าเครื่องทำความร้อน PFA ตามธรรมชาติในท้องฟ้ายามค่ำคืนที่แจ่มใสจะเย็นลงถึงอุณหภูมิแวดล้อม 5-8 องศา ในขณะที่เครื่องทำความร้อน PFA สีดำจะลดลงเหลือ 2-3 องศาต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบเท่านั้น สำหรับการใช้งานในพื้นที่เย็นที่เครื่องทำความร้อนต้องรักษาอุณหภูมิต่ำสุดเพื่อป้องกันการควบแน่นหรือการแช่แข็ง การทำความเย็นแบบแผ่รังสีที่แรงกว่าของ PFA ตามธรรมชาติจะทำงานขัดแย้งกับผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมเพื่อรักษาค่าที่ตั้งไว้

คู่มือการเลือกสีสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง
สภาพแวดล้อมการติดตั้ง โหมดการถ่ายเทความร้อนที่โดดเด่น สี PFA ที่แนะนำ เหตุผลหลัก
แช่อยู่ในของเหลวอย่างสมบูรณ์ (ของเหลวสีใดก็ได้) การพาความร้อน (ไม่ว่าจะบังคับหรือโดยธรรมชาติ) การแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นของเหลวส่วนใหญ่ (ไม่แตกต่างกัน) สีไม่สำคัญ
เปิดโล่งในอาคาร ไม่มีแสงแดด ไม่มีพื้นผิวที่ร้อนปิด การพาความร้อนตามธรรมชาติสู่อากาศ ทั้งการแผ่รังสีแลกเปลี่ยนเล็กน้อย ความแตกต่างของสี<2°C
Open air indoor, next to hot tank wall (>150 องศา )ผนังร้อน+พาความร้อน สีธรรมชาติ (โปร่งใส) สีดำ ดูดซับความร้อนจากการแผ่รังสีเป็นพิเศษ เพิ่มอุณหภูมิฝัก 10-20 องศา
กลางแจ้ง, แสงแดดโดยตรง, สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิปานกลาง (โดยรอบ 20-35 องศา) การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ + การพาความร้อน โดยธรรมชาติ ลดอุณหภูมิที่ไม่ได้ใช้งานลง 15-25 องศา ; จำกัดความร้อนจากแสงอาทิตย์
Open air, direct sun, hot environment (>อุณหภูมิโดยรอบ 40 C)แสงอาทิตย์ + การพาความร้อน สีดำ ชีลด์คล้ายกระจกเงา ความร้อนคงตามธรรมชาติจากแสงอาทิตย์ที่ส่งผ่าน ใช้ชีลด์แทน
เครื่องทำความร้อนเป็นแหล่งกำเนิดรังสี ในร่มเงาภายนอกหรือในอาคาร การปล่อย IR เป้าหมายสีดำ การแผ่รังสีที่สูงขึ้น (0.92 เทียบกับ. 0.75 สำหรับธรรมชาติ) จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
สภาพแวดล้อมที่รุนแรง (หมอกกรด คลอรีน) อุณหภูมิพื้นผิวรอบเดินเบาที่ลดลงจะลดอัตราการโจมตีทางเคมีใดๆ ตามธรรมชาติ
อากาศเย็น เครื่องทำความร้อนคงอุณหภูมิต่ำสุด (ไม่เป็นน้ำแข็ง) สีดำ การพาความร้อนตามธรรมชาติ ลดการแผ่รังสีความเย็นในเวลากลางคืน ลดการสูญเสียความร้อน 2-3%
ผู้ปฏิบัติงานมองเห็นเครื่องทำความร้อนได้ (ปัญหาด้านความปลอดภัย) สีดำธรรมชาติ (โปร่งแสง) อาจดู "ไหม้" แม้ว่าจะทำงานอย่างถูกต้องก็ตาม
สรุป: การจมอยู่ใต้น้ำฆ่าความแตกต่างของสี ความต้องการทางเลือกในอากาศแบบเปิด
เมื่อปลอกเครื่องทำความร้อน PFA ถูกแช่จนมิด สีจะไม่มีผลกระทบที่สังเกตได้ต่อประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน หรือประสิทธิภาพ เนื่องจากการพาความร้อนควบคุมการถ่ายเทความร้อน และของเหลวโดยรอบขัดขวางการแลกเปลี่ยนการแผ่รังสี สำหรับการติดตั้งแบบเปิดโล่ง PFA ธรรมชาติ (โปร่งแสง) เหมาะที่สุดสำหรับสถานการณ์กลางแจ้งและสารเคมีที่รุนแรง เนื่องจากการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ลดลง ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิขณะเดินเบาลดลงและการโจมตีทางเคมีลดลง PFA ที่มีเม็ดสีสีดำจะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อต้องใช้เครื่องทำความร้อนเป็นเครื่องทำความร้อนแบบ IR หรือการติดตั้งถูกบังไว้ และค่าการแผ่รังสีที่สูงขึ้นเล็กน้อยจะช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อนไปยังเป้าหมาย สำหรับเครื่องทำความร้อนที่จมอยู่ใต้น้ำบางส่วน-ซึ่งส่วนบนสัมผัสกับอากาศ- การตัดสินใจเกี่ยวกับสีควรขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของบริเวณที่สัมผัส เครื่องทำความร้อน PFA แบบธรรมชาติที่มีพื้นที่ทาสีดำหรือติดเทปในบริเวณอากาศถือเป็นการประนีประนอมที่หาเหตุผลมาไม่ได้ สีธรรมชาติเป็นข้อกำหนดเริ่มต้นที่ปลอดภัยที่สุดสำหรับเครื่องทำความร้อน PFA ในอากาศ-วัตถุประสงค์ทั่วไป- โดยที่สีดำจะคงไว้สำหรับการทำความร้อนแบบกระจายโดยเฉพาะ โดยที่การแผ่รังสี ไม่ใช่การดูดซับ เป็นพารามิเตอร์การออกแบบที่จำเป็น