Sut Mae Lliw Gwain y PFA (Naturiol yn erbyn Pigment Du) yn Effeithio ar Ei Amsugniad Gwres Radiant mewn Gosodiadau Awyr Agored-?

Cynigir gwainiau gwresogydd PFA mewn dau fersiwn lliw safonol: naturiol (tryleu, gwyn) a lliw du (carbon-wedi'i lwytho). Os yw gwresogydd wedi'i drochi'n llwyr, nid yw lliw y gwresogydd yn cael unrhyw effaith canfyddadwy ar ei effeithiolrwydd gan mai darfudiad yw'r prif ddull trosglwyddo gwres ac mae unrhyw egni pelydrol yn cael ei amsugno gan yr hylif amgylchynol cyn iddo allu cyrraedd y wain. Mewn -cymwysiadau aer agored-fel gwresogyddion pelydrol isgoch, gwresogyddion dwythell aer, neu wresogyddion uwchben yr arwyneb hylif mewn tanciau sydd wedi'u llenwi'n rhannol-mae'r lliw yn cael effaith fawr ar faint o ynni pelydrol a amsugnir gan y wain PFA o'i amgylchoedd neu a allyrrir iddynt. Mae PFA pigmentog du yn amsugno 85-95% o IR digwyddiad. Mae PFA naturiol yn trosglwyddo 60-80% o IR digwyddiad drwy'r wain ac yn adlewyrchu'r rhan fwyaf o'r gweddill. Mae'r gwahaniaeth hwn yn dylanwadu ar dri chanlyniad ymarferol: amser cynhesu'r gwresogydd o'r amgylchedd, ei dymheredd ecwilibriwm o dan ffynonellau ymbelydredd allanol, a'r straen thermol ar y rhyngwyneb PFA-metel.

Nodweddion amsugno a throsglwyddo sy'n ddibynnol ar donfedd
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% dros y sbectrwm UV-gweladwy-IR llawn. Mae hyn oherwydd y gronynnau carbon sy'n amsugno band eang effeithlon. Yn yr ystod ymbelydredd isgoch bron (700–2,500 nm), y rhanbarth perthnasol ar gyfer gwresogi thermol waliau'r tanciau poeth neu'r gwresogyddion cyfagos, mae PFA naturiol serch hynny yn parhau i fod yn dryloyw i raddau helaeth gyda thrawsyriant o 40–60% ac adlewyrchiad o 15–25%. Mae'r 20–35 % sy'n weddill yn cael ei amsugno gan y polymer ei hun, yn bennaf gan uwchdonau dirgryniadau bond carbon-fflworin. Mae PFA du yn yr un band NIR yn amsugno 85-92% gyda throsglwyddiad dibwys trwy drwch wal 1.5 mm.

Mae isgoch canol- a pell-(2,500–15,000 nm) yn cyfateb i allyriadau thermol o wrthrychau yn yr ystod 50–300 gradd. Yn yr ystod hon mae'r ddau ddeunydd yn amsugnol iawn, gan fod y tonfeddi yn cyfateb i ddirgryniadau moleciwlaidd sylfaenol. Mae PFA naturiol yn amsugno ar y tonfeddi hyn 70-80%. Mae PFA du yn amsugno 90-95%. Mae lliw yn bwysicaf, yn ymarferol, pan fydd y gwresogydd yn agored i ffynonellau pelydrol gyda thonfeddi allyriadau brig o dan 2,500 nm. Hynny yw heulwen (uchafbwynt 500 nm), goleuadau gwynias (1,000-2,000 nm), neu arwynebau metel poeth uwchlaw 300oC (allyriadau brig<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.

Perfformiad Awyr Agored a Llwytho Solar o Gosod
Ar gyfer gwresogyddion PFA a ddefnyddir y tu allan neu mewn ardaloedd heulog, mae lliw yn ystyriaeth bwysig i bennu tymheredd y wain ecwilibriwm pan fydd y gwresogydd yn cael ei ddad-hyrwyddo . 70-80% o'r golau haul digwyddiad (sbectrwm AM1.5, 1,000 W/m 2 brig) yn cael ei drosglwyddo trwy'r polymer i'r craidd metel isod trwy wain PFA naturiol. Mae'r ynni a drosglwyddir yn cael ei amsugno gan y craidd metel du, sy'n cynhesu ac yn trosglwyddo gwres yn ôl i'r PFA. Cyrhaeddir tymheredd ecwilibriwm o tua 45-50 gradd C mewn gwresogydd PFA naturiol yn llygad yr haul ar 30 gradd C yn amgylchynol a heb drydan mewnol. Mae gwresogydd PFA pigmentog du yn amsugno ynni'r haul yn uniongyrchol ar yr wyneb allanol gan gyrraedd tymheredd ecwilibriwm o 65-75 gradd o dan yr un amodau - 20-25 gradd yn boethach. Mae'r gwahaniaeth hwn yn bwysig am ddau reswm. Yn gyntaf, mae tymheredd gwaelodlin uwch PFA du yn gwella'r straen thermol yn y cylchoedd pŵer ymlaen canlynol. Er enghraifft, dim ond 80C y mae angen i wresogydd du sy'n dechrau ar 70C ddringo i gyrraedd tymheredd gweithredu 150C. Mae angen i wresogydd naturiol sy'n dechrau ar 50C gynyddu 100C. Mae hyn yn golygu 20% yn llai o straen ehangu thermol yn y deunydd du. Yn ail, mae tymheredd segur uwch PFA du yn gwella unrhyw ymosodiad cemegol gan halogion atmosfferig (niwloedd asid, anweddau clorin) wrth i gyfraddau adwaith godi'n fras gan ffactor o ddau am bob cynnydd o 15-20 gradd mewn tymheredd. Mae gan PFA naturiol fywyd gwasanaeth hirach mewn gosodiadau awyr agored o dan amodau cemegol anodd oherwydd ei amsugno haul is.

Yn y nos neu yn y cysgod mae'r effaith gwresogi haul yn cael ei wrthdroi. Mae PFA naturiol yn fwy tryloyw i ymbelydredd thermol ac felly'n allyrru'n llai effeithlon ar donfeddi hir. Mae mesuriadau oeri ymbelydrol yn dangos y bydd gwresogydd PFA naturiol mewn awyr glir yn y nos yn oeri i 5-8 gradd yn is na'r tymheredd amgylchynol tra bydd gwresogydd PFA du ond yn gostwng i 2-3 gradd yn is na'r amgylchedd. Ar gyfer ceisiadau mewn ardaloedd oer lle mae'n rhaid i'r gwresogydd gynnal tymheredd isaf i atal anwedd neu rewi, mae oeri ymbelydrol cryfach y PFA naturiol yn gweithio yn erbyn y gweithredwr, gan ofyn am ynni ychwanegol i gynnal y pwynt gosod.

Canllaw Dewis Lliw ar gyfer Amgylchedd Gosod
Gosod Amgylchedd Modd Trosglwyddo Gwres Dominyddol Lliw PFA Prif Reswm
Wedi'i drochi'n llwyr mewn hylif (unrhyw hylif lliw) Darfudiad (naill ai dan orfod neu naturiol) Naill ai (dim gwahaniaeth) Mae cyfnewid gwres yn hylif dominyddol; nid yw lliw o bwys
Awyr agored dan do, dim golau haul, dim arwynebau poeth yn cau Darfudiad naturiol i aer Naill ai Cyfnewidiad pelydrol bach; gwahaniaeth lliw<2°C
Open air indoor, next to hot tank wall (>150 gradd ) Wal boeth + darfudiad Naturiol (tryloyw) Mae Du yn amsugno gwres pelydrol ychwanegol, gan godi tymheredd gwain 10-20 gradd
Awyr agored, golau haul uniongyrchol, amgylchedd tymherus (amgylchynol 20-35 gradd) Ymbelydredd solar + darfudiad Naturiol Yn gostwng y tymheredd segur 15-25 gradd; cyfyngu ar wresogi solar
Open air, direct sun, hot environment (>40 C amgylchynol) Solar + darfudiad Tarian ddu, tebyg i ddrych Gwres llonydd naturiol o'r haul a drosglwyddir Defnyddiwch darian yn lle
Gwresogydd fel ffynhonnell pelydrol, y tu allan wedi'i gysgodi neu dan do Du Allyriad IR wedi'i dargedu Mae allyriadau IR uwch (0.92 yn erbyn . 0.75 ar gyfer naturiol) yn cynyddu effeithlonrwydd
Amgylchedd ymosodol (niwl asid, clorin) Mae tymheredd arwyneb segur is yn gostwng cyfradd ymosodiad cemegol Unrhyw Naturiol
Hinsawdd oer, gwresogydd yn cadw'r tymheredd isaf (dim rhewi) Darfudiad Naturiol Du Yn lleihau oeri ymbelydrol gyda'r nos 2-3% o ostyngiad mewn colli gwres
Gwresogydd yn weladwy i weithredwyr (mater diogelwch)Gall unrhyw Ddu Naturiol (tryleu) edrych yn "llosgedig" hyd yn oed wrth weithio'n iawn
Casgliad: Mae tanddwr yn Lladd Gwahaniaethau Lliw Gofynion Aer Agored Dewis
Pan fydd gwain gwresogydd PFA wedi'i drochi'n llwyr, nid yw'r lliw yn cael unrhyw effaith i'w gweld ar berfformiad, bywyd nac effeithlonrwydd gan fod darfudiad yn dominyddu'r trosglwyddiad gwres ac mae'r hylif cyfagos yn rhwystro cyfnewid pelydrol. Ar gyfer gosodiadau awyr agored, mae PFA naturiol (tryleu) yn cael ei ffafrio ar gyfer y rhan fwyaf o sefyllfaoedd awyr agored a chemegol ymosodol oherwydd ei fod yn amsugno llai o ymbelydredd solar, sy'n arwain at dymheredd segur is a llai o ymosodiad cemegol. Dim ond mantais yw PFA pigmentog du os yw'r gwresogydd i'w ddefnyddio fel gwresogydd IR neu os yw'r gosodiad wedi'i gysgodi a bod yr emissivity ychydig yn uwch yn gwella trosglwyddo gwres i'r targed. Ar gyfer gwresogyddion tanddwr yn rhannol-y rhai sydd â'r rhan uchaf yn agored i aer-dylai'r penderfyniad lliw fod yn dibynnu ar amgylchedd y rhanbarth agored. Mae gwresogydd PFA naturiol gydag ardal ddu wedi'i phaentio neu ei thapio yn y parth awyr yn gyfaddawd na ellir ei gyfiawnhau'n aml. Lliw naturiol yw'r fanyleb ragosodedig fwyaf diogel ar gyfer gwresogyddion aer PFA agored cyffredinol, gyda du wedi'i gadw ar gyfer cymwysiadau gwresogi pelydrol penodol lle mae allyriadau, nid amsugno, yn baramedr dylunio hanfodol.