مقارنة السلوك الحراري وكفاءة الطاقة بين التسخين الكهربائي بالتيار المتردد والتيار المستمر في عمود التقطير باستخدام تحليل التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء

نطاق بحثي هو إظهار ميزة استخدام مصدر الطاقة بالتيار المتردد والتيار المستمر في عنصر تسخين داخل غلاية عمود التقطير. تتناول الدراسات الحديثة التحليل الحراري في عمود التقطير المدعوم بالتيار المتردد/التيار المستمر بشكل منفصل، لكن لم تجمع أي عمل بين النهجين. للبدء، قم بإعداد الكاميرا الحرارية للاقتناء.

اختر لوحة ألوان الحديد من قائمة الكاميرا الحرارية، وتأكد من تطبيقها بشكل صحيح قبل المتابعة. اضبط قيمة تصحيح الانبعاثية إلى 0.95 من قائمة الكاميرا الحرارية. ثم ضع الكاميرا الحرارية على بعد حوالي 80 سنتيمترا من اللوحة النمطية.

بحمل الكاميرا الحرارية على ارتفاع حوالي 60 سنتيمترا فوق الأرض، وجه الكاميرا نحو اللوحة الجاهزة في عمود التقطير. اضغط على زر الحفظ لتسجيل الترموغرام في ذاكرة الكاميرا الحرارية. التقاط الترموغرامات كل خمس ثوان خلال العينات من واحد إلى 1,500 على الواجهة المحلية.

كرر عملية الاستحواذ على 20 و60 و100 فولت تحت ظروف التيار المتردد والتيار المستمر. سجل اسم كل مخطط حرارة تم التقاطها وعينة درجة الحرارة المقابلة المعروضة على الواجهة المحلية. لبدء جمع بيانات درجة الحرارة النموذجية، تخزين الملفات المؤقتة التي تولدها واجهة العملية المحلية.

أعد تسمية الملفات المخزنة واحفظها في مجلد العملية الحالي. اجمع ملفات CSV التي تم إنشاؤها أثناء الاختبار، وأنشئ ملفا واحدا يحتوي على جميع بيانات العملية المكتسبة. احفظ الملف الموحد للتحليل.

لبدء تحضير البيانات، قم باستخراج الترموغرامات من الكاميرا الحرارية. انقل جميع ملفات الصور إلى محطة عمل التحليل. راجع مخططات الحرارة المستخرجة وتخلص من أي صور غير مرغوب فيها.

ضع علامة مرجعية يدويا على كل ترموغرام. ثم أنشئ رسم بياني لنظرة عامة على درجة حرارة العملية باستخدام ملف بيانات العملية الذي تم إنشاؤه مسبقا. ربط بيانات درجة حرارة الغلاية من الواجهة المحلية بمخططات الحرارة التي تم التقاطها.

لتطوير خوارزمية لمعالجة الترموغرام، قم أولا بتحميل صورة في متغير داخل بيئة التحليل. حدد حجم المتجهات لمحاور الرسم البياني باستخدام متغير الصورة. ثم حدد المنطقة اللازمة لاكتشاف نطاقات درجات الحرارة الدنيا والعظمى بناء على صورة التحليل.

جهز الشكل للرسم البياني. بعد ذلك، قم بتحميل صورة الترموغرام في متغير للمعالجة. حدد منطقة بحث عن نقطة المرجع التي تم تمييزها سابقا.

عزل نقطة المرجع واحصل على إحداثياتها. ثم استخدم الإحداثيات لتحديد منطقة التحليل. الآن، حول منطقة التحليل إلى التدرج الرمادي.

احسب متوسط قيمة درجة الحرارة لمنطقة التدرج الرمادي. عزل مناطق درجة الحرارة العظمى والأدنى في الصورة. حول الأرقام الرسومية إلى نص رقمي.

حول القيم المتوسطة إلى درجات حرارة قصوى وصغرى معدلة حسب نطاقات الصور، وتخزين القيم المتوسطة الكلية والتسميات المقابلة. وأخيرا، رسم المتوسط الكلي للنتائج لعرض بيانات الترموجرام المعالجة. اختلفت قياسات درجة الحرارة باستخدام تيار مستمر 100 فولت طوال العملية، بينما بقيت القياسات باستخدام 100 فولت تيار متردد أكثر استقرارا.

عند 100 فولت تيار مستمر، كان التغير الحراري عبر قسم الغلاية أعلى من التيار المتردد. قدمت DC مناطق أكثر تحكما بسبب التقدم السلس والانتشار المتزايد، ولكن ليس التشتت المفاجئ. تحت ظروف 60 فولت، كانت قياسات درجة الحرارة أكثر استقرارا مع التيار المتردد. أظهر التطور الحراري باستخدام تيار متردد 60 فولت زيادة تدريجية في درجة الحرارة أثناء بدء التشغيل، بينما مع 60 فولت تيار مستمر، كان التسخين أكثر وضوحا وسرعة.

أظهر اتجاه درجة الحرارة الرسومي عند 20 فولت تغيرا ملحوظا للتيار المستمر، بينما أدى تيار متردد إلى ملف أكثر تدريجيا واستقرارا. أظهرت الثيرموغرامات تحت 20 فولت AC درجات حرارة تتراوح بين 22.8 درجة مئوية إلى 26.3 درجة مئوية. استخدم بروتوكولنا تحليل TIR لتوفير رؤية أوضح للسلوك الحراري بالنسبة لمصدر الطاقة داخل العملية.

تظهر نتائجنا أن اختيار مصدر تيار متردد أو تيار مستمر مناسب يحسن الأداء، ويقلل من تكاليف الطاقة، ويحسن جودة التقطير. ستقوم الأبحاث المستقبلية بدراسة قواعد الترموغرام بشكل دقيق لطرق الكشف، وكيف يؤثر إرهاق المشغل الحراري على سلوك العمليات العابرة.