Натурні дослідження теплового процесу на поверхні опромінення інфрачервоним нагрівачем

Ключові слова: інфрачервоний нагрівач; поверхня опромінення; ступінь чорноти; теплова потужність нагрівача

Анотація

Комфортні умови перебування людей у виробничому приміщенні із застосуванням інфрачервоних випромінювачів залежать від рівномірного розподілу температур по всій площі зони опромінення. Тому метою роботи є визначення експериментальним шляхом температури на поверхні опромінення інфрачервоним нагрівачем та узагальнення результатів, для їх подальшого використання у проєктуванні інфрачервоних нагрівачів на різних об'єктах виробничого призначення. Методом експериментальних досліджень визначено розподіл температур на поверхні опромінення. Для виведення закономірностей розподілу температурних полів на поверхні опромінення дослід проведено за змінної потужності інфрачервоного нагрівача Qнагр, Вт, висоти його встановлення Н, м та різних ступенів чорноти поверхні підлоги εпідл, який залежить від матеріалу підлоги. За графічним розподілом можна довести закономірність, що теплота у твердих матеріалах поширюється завдяки теплопровідності – від частинок з більш високою температурою до менш нагрітих. За допомогою математичних методів обробляння експериментальних даних апроксимовано експериментальні залежності для визначення відносної температури поверхні опромінення. Температурний градієнт, отриманий графічно, напрямлений по нормалі до ізотермічної поверхні в бік зростання температури. Такий підхід дає змогу розглядати розвиток процесу в динаміці та здійснювати візуалізацію нагріву для корегування базових параметрів процесу. Отримані у роботі наукові результати дадуть змогу розробити новий методологічний підхід до дослідження процесів нагріву на поверхні опромінення інфрачервоним нагрівачем на засадах поєднання фізичного і математичного моделювання, що може складати інструментальну основу для цільового дослідження подібних процесів формування теплового режиму у виробничих приміщеннях. Найбільший вплив на величину відносної температури поверхні підлоги tпідл мала теплова потужність інфрачервоного нагрівача Qнагр, Вт. За незмінних значень висоти встановлення нагрівача, ступеня чорноти поверхні опромінення і в разі збільшення теплової потужності нагрівача в два рази значення відносної температури поверхні опромінення зросло на 9,7 %.

Біографії авторів

Н. А. Сподинюк, Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ

канд. техн. наук, доцент, кафедра теплоенергетики

В. Б. Шепітчак, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра цивільної безпеки

Посилання

Dudkiewicz, E., & Szałański, P. (2020). Overview of exhaust gas heat recovery technologies for radiant heating systems in large halls. Thermal Science and Engineering Progress, 18, 105–152. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2020.100522

Maznoy, A., Kirdyashkin, A., Pichugin, N., Zambalov, S., & Petrov, D. (2020). Development of a new infrared heater based on an annular cylindrical radiant burner for direct heating applications. Energy, 204. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117965

Sarbu, I., & Tokar, A. (2018). Numerical modeling of high-temperature radiant panel heating system for an industrial hall. Int. J. Adv. Appl. Sci. https://doi.org/10.21833/ijaas.2018.05.001

Shepitchak, V., Zhelykh, V., & Spodyniuk, N. (2016). Study of peculiarities of surface irradiation with parallel arrangement of infrared heater. Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym, 1(17), 81–84. https://doi.org/10.17512/bozpe.2016.1.12

Spodyniuk, N., & Lis A. (2020). Research of temperature regime in the module for poultry growing. Lecture Notes in Civil Engineering, LNCE 100, 451–458. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57340-9_55

Zhelykh, V., Spodyniuk, N., Gulai, B., & Shepitchak, V. (2017). Modeling of the process of heat regime formation in the irradiation area of infrared heater. Construction of optimized energy potential, 2(20), 83–90. https://doi.org/10.17512/bozpe.2017.2.11

Опубліковано
2021-02-04
Як цитувати
Сподинюк, Н. А., & Шепітчак, В. Б. (2021). Натурні дослідження теплового процесу на поверхні опромінення інфрачервоним нагрівачем. Науковий вісник НЛТУ України, 31(1), 85-88. https://doi.org/10.36930/40310114
Розділ
Технологія та устаткування