乾燥室熱エネルギーの簡易計算法
乾燥室に必要な暖房能力について、私がまとめた簡単な計算方法を紹介したい。単純な方法なので、正確性に欠ける可能性があるので、研究者はこの方法を鵜呑みにしないように。この記事は、以下のような使用を計画している人を対象としている。 カーボンファイバー発熱体 乾燥オーブンやベーキングオーブンをDIYする。
あるお客様を例にとってみましょう。彼らはもともと燃焼炉(ペレットや木くずを燃やす)を使っていた。環境上の理由から、電気ヒーターへの切り替えを希望していた。乾燥室の壁は綿で断熱されており、乾燥材料は半乾燥の松材だった。必要な乾燥温度は2時間以内に80℃に達することだった。
物理学の基礎知識(すべてのパラメータは検索エンジンで見つけることができます):
- 重量 = 密度×体積
- 熱 = パワー×時間
- 物体の温度を上げるのに必要な熱量 = 比熱容量×温度差
- 木材の比熱容量:1.72 x 10^3 J/(kg.K)
- 空気の比熱容量:1.003 x 10^3 J/(kg.K)
- 松材の密度:0.5~0.7 x 10^3 kg/m³、0.6 x 10^3 を使用。
- 空気の密度:1.29 kg/m³
- ボリューム:薪を70%に充填し(これにより電力計算が低くなりすぎることはない)、空気を15立方メートルとして計算する。
- 温度差90℃~0℃(冬季の最低気温を0℃と仮定)
ステップ1:薪を温めるのに必要な電力を計算する
- 松材の重さを計算する
松材の重量=0.6×10^3×15×70%=6300kg - 温度を上げるのに必要な熱量を計算する
必要熱量 = 6300 kg x (90°C - 0°C) x 1.72 x 10^3 J/(kg.°C) = 9.75 x 10^8 J - パワーを計算する
パワー = 9.75 x 10^8 J / (2 x 3600 s) = 135450 W ≒ 136 kW
ステップ2:空気を加熱するのに必要な電力を計算する
- 空気の重量を計算する
空気の重量=1.29×15=19.35kg - 温度を上げるのに必要な熱量を計算する
必要熱量 = 19.35 kg x (90°C - 0°C) x 1.003 x 10^3 J/(kg.°C) = 1.75 x 10^6 J - パワーを計算する
電力 = 1.75 x 10^6 J / (2 x 3600 s) = 243 W≈ 500 W (空気を加熱するのに必要な電力は無視できる)
ステップ3:乾燥室の熱損失を計算する
断熱材、金属部品、その他の要因による熱損失は、15%によって一律に割り引かれる。
最終的な合計パワーの計算
総出力 = 136 kW x (1 + 15%) = 156.4 kW
簡単に計算すると、木材の乾燥室には1立方メートルあたり約10kWのスペースが必要だ。
1200Wのカーボンファイバー発熱体を使用する場合、130ユニットが必要となる。
その他の知識
- 熱変換:1キロカロリー(kcal)=4.1858518キロジュール(kJ)(速算:kJ/4=kcal)
GlobalQTは高品質の製造に特化している。 カーボンファイバー発熱体 および石英管ソリューション詳しくは Webサイト またはお問い合わせください お問い合わせ.