탄소 섬유 발열체의 전력 계산

건조실 열 전력의 간단한 계산 방법

건조실에 필요한 난방 전력의 양과 관련하여 제가 정리한 간단한 계산 방법을 공유하고자 합니다. 간단하기 때문에 정확하지 않을 수 있으므로 연구자들이 이 방법에 의존해서는 안 됩니다. 이 문서는 다음을 사용하려는 사람들을 위한 것입니다. 탄소 섬유 발열체 를 DIY 건조기나 베이킹 오븐에 사용할 수 있습니다.

한 고객을 예로 들어보겠습니다. 이 고객은 원래 연소로(펠릿이나 나무 조각을 태우는 용광로)를 사용했습니다. 환경적인 이유로 전기 발열체로 전환하고자 했습니다. 건조실 벽은 면으로 단열되어 있었고 건조되는 재료는 반건조 소나무였습니다. 필요한 건조 온도는 2시간 이내에 80°C에 도달하는 것이었습니다.

기본 물리학 지식(모든 매개변수는 검색 엔진을 통해 찾을 수 있습니다):

• 무게 = 밀도 x 부피
• 열 = 전력 x 시간
• 물체의 온도를 올리는 데 필요한 열 = 비열 용량 x 온도 차이
• 목재의 비열 용량: 1.72 x 10^3 J/(kg.K)
• 공기의 비열 용량: 1.003 x 10^3 J/(kg.K)
• 소나무의 밀도: 0.5~0.7 x 10^3 kg/m³, 0.6 x 10^3 사용
• 공기 밀도: 1.29kg/m³
• 볼륨: 목재가 70%를 채운다고 가정하고(이렇게 하면 전력 계산이 너무 낮아지지 않음), 공기는 15입방미터로 계산됩니다.
• 온도 차이90°C - 0°C(겨울철 저온 0°C 가정)

1단계: 나무를 데우는 데 필요한 전력 계산하기

1. 소나무의 무게 계산하기
   소나무 무게 = 0.6 x 10^3 x 15 x 70% = 6300kg
2. 온도를 올리는 데 필요한 열을 계산합니다.
   필요한 열량 = 6300kg x (90°C - 0°C) x 1.72 x 10^3 J/(kg.°C) = 9.75 x 10^8 J
3. 파워 계산
   전력 = 9.75 x 10^8 J / (2 x 3600초) = 135450W ≈ 136kW

2단계: 공기 가열에 필요한 전력 계산하기

1. 공기의 무게 계산하기
   공기 무게 = 1.29 x 15 = 19.35kg
2. 온도를 올리는 데 필요한 열을 계산합니다.
   필요한 열량 = 19.35kg x (90°C - 0°C) x 1.003 x 10^3 J/(kg.°C) = 1.75 x 10^6 J
3. 파워 계산
   전력 = 1.75 x 10^6 J / (2 x 3600초) = 243W ≈ 500W(공기를 가열하는 데 필요한 전력은 무시해도 됨)

3단계: 건조실의 열 손실 계산하기

단열재, 금속 부품 및 기타 요인으로 인한 열 손실은 15%까지 균일하게 할인됩니다.

최종 총 전력 계산

총 전력 = 136kW x (1 + 15%) = 156.4kW
간단한 계산 방법으로 목재 건조실에는 1세제곱미터의 공간당 약 10kW의 전력이 필요하다는 것을 알 수 있습니다.
1200W 탄소 섬유 발열체를 사용하는 경우 130개가 필요합니다.

추가 지식:

• 열 변환: 1킬로칼로리(kcal) = 4.1858518킬로줄(kJ) (빠른 계산: kJ/4 = kcal)

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