Obliczanie mocy dla elementów grzejnych z włókna węglowego

Prosta metoda obliczania mocy cieplnej suszarni

Jeśli chodzi o to, ile mocy grzewczej wymaga suszarnia, chciałbym podzielić się prostą metodą obliczeniową, którą podsumowałem. Ponieważ jest ona prosta, może nie być całkowicie precyzyjna, więc badacze nie powinni polegać na tym podejściu. Ten artykuł jest przeznaczony dla tych, którzy planują używać Elementy grzejne z włókna węglowego do suszarek DIY lub pieców piekarniczych.

Weźmy za przykład jednego z naszych klientów. Pierwotnie korzystał on z pieca spalinowego (spalającego pelety lub skrawki drewna). Ze względów środowiskowych chcieli przejść na elektryczne elementy grzewcze. Ściany suszarni były izolowane bawełną, a suszonym materiałem było półsuche drewno sosnowe. Wymagana temperatura suszenia wynosiła 80°C w ciągu 2 godzin.

Podstawowa znajomość fizyki (wszystkie parametry można znaleźć w wyszukiwarkach):

• Waga = Gęstość x Objętość
• Ciepło = Moc x Czas
• Ciepło wymagane do podniesienia temperatury obiektu = pojemność cieplna właściwa x różnica temperatur
• Pojemność cieplna właściwa drewna: 1,72 x 10^3 J/(kg.K)
• Pojemność cieplna właściwa powietrza: 1,003 x 10^3 J/(kg.K)
• Gęstość drewna sosnowego: 0,5~0,7 x 10^3 kg/m³, stosować 0,6 x 10^3
• Gęstość powietrza: 1,29 kg/m³
• Objętość: Załóżmy, że drewno wypełnia 70% (gwarantuje to, że obliczenia mocy nie będą zbyt niskie), powietrze jest obliczane na 15 metrów sześciennych.
• Różnica temperatur90°C - 0°C (przy założeniu, że niskie temperatury w zimie wynoszą 0°C)

Krok 1: Obliczenie mocy wymaganej do ogrzania drewna

1. Oblicz wagę drewna sosnowego
   Waga drewna sosnowego = 0,6 x 10^3 x 15 x 70% = 6300 kg
2. Oblicz ciepło wymagane do podniesienia temperatury
   Wymagane ciepło = 6300 kg x (90°C - 0°C) x 1,72 x 10^3 J/(kg.°C) = 9,75 x 10^8 J
3. Obliczyć moc
   Moc = 9,75 x 10^8 J / (2 x 3600 s) = 135450 W ≈ 136 kW

Krok 2: Obliczenie mocy wymaganej do ogrzania powietrza

1. Obliczyć masę powietrza
   Waga powietrza = 1,29 x 15 = 19,35 kg
2. Oblicz ciepło wymagane do podniesienia temperatury
   Wymagane ciepło = 19,35 kg x (90°C - 0°C) x 1,003 x 10^3 J/(kg.°C) = 1,75 x 10^6 J
3. Obliczyć moc
   Moc = 1,75 x 10^6 J / (2 x 3600 s) = 243 W ≈ 500 W (moc wymaganą do ogrzania powietrza można pominąć)

Krok 3: Obliczenie strat ciepła w suszarni

Straty ciepła przez izolację, elementy metalowe i inne czynniki są jednolicie dyskontowane przez 15%.

Końcowe obliczenie mocy całkowitej

Moc całkowita = 136 kW x (1 + 15%) = 156,4 kW
Szybka metoda obliczeniowa zakłada, że suszarnia drewna wymaga około 10 kW na metr sześcienny powierzchni.
W przypadku korzystania z elementów grzejnych z włókna węglowego o mocy 1200 W, potrzebnych będzie 130 sztuk.

Dodatkowa wiedza:

• Konwersja ciepła: 1 kilokaloria (kcal) = 4,1858518 kilodżula (kJ) (Szybkie obliczenia: kJ/4 = kcal)

GlobalQT specjalizuje się w produkcji wysokiej jakości Elementy grzejne z włókna węglowego i rur kwarcowych. Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź naszą stronę strona internetowa lub skontaktuj się z nami pod adresem kontakt@globalquartztube.com.