Расчет мощности для нагревательных элементов из углеродного волокна

Простой метод расчета тепловой мощности сушильного помещения

Что касается того, какая мощность отопления требуется для сушильной комнаты, я хотел бы поделиться простым методом расчета, который я обобщил. Поскольку он прост, он может быть не совсем точным, поэтому исследователям не следует полагаться на этот подход. Эта статья предназначена для тех, кто планирует использовать нагревательные элементы из углеродного волокна для сушильных печей DIY или печей для выпечки.

Возьмем для примера одного из наших клиентов. Изначально они использовали печь внутреннего сгорания (сжигали пеллеты или древесные отходы). По экологическим соображениям они хотели перейти на электрические нагревательные элементы. Стены сушильной камеры были утеплены ватой, а материалом для сушки служила полусухая сосновая древесина. Требуемая температура сушки должна была достигать 80°C в течение 2 часов.

Базовые знания по физике (все параметры можно найти через поисковые системы):

• Вес = Плотность х Объем
• Тепло = Мощность х Время
• Тепло, необходимое для повышения температуры объекта = Удельная теплоемкость x Разница температур
• Удельная теплоемкость древесины: 1,72 x 10^3 Дж/(кг.К)
• Удельная теплоемкость воздуха: 1.003 x 10^3 Дж/(кг.К)
• Плотность древесины сосны: 0,5~0,7 x 10^3 кг/м³, используйте 0,6 x 10^3
• Плотность воздуха: 1,29 кг/м³
• Объем: Предположим, что древесина заполняет 70% (это гарантирует, что расчет мощности не будет слишком низким), воздух рассчитан на 15 кубических метров
• Разница температур: 90°C - 0°C (при условии, что зимние низкие температуры составляют 0°C)

Шаг 1: Рассчитайте мощность, необходимую для нагрева древесины

1. Рассчитайте вес сосновой древесины
   Масса древесины сосны = 0,6 x 10^3 x 15 x 70% = 6300 кг
2. Рассчитайте количество тепла, необходимое для повышения температуры
   Необходимое количество тепла = 6300 кг x (90°C - 0°C) x 1,72 x 10^3 Дж/(кг.°C) = 9,75 x 10^8 Дж
3. Рассчитайте мощность
   Мощность = 9,75 x 10^8 Дж / (2 x 3600 с) = 135450 Вт ≈ 136 кВт

Шаг 2: Рассчитайте мощность, необходимую для нагрева воздуха

1. Рассчитайте массу воздуха
   Вес воздуха = 1,29 x 15 = 19,35 кг
2. Рассчитайте количество тепла, необходимое для повышения температуры
   Необходимое тепло = 19,35 кг x (90°C - 0°C) x 1,003 x 10^3 Дж/(кг.°C) = 1,75 x 10^6 Дж
3. Рассчитайте мощность
   Мощность = 1,75 x 10^6 Дж / (2 x 3600 с) = 243 Вт ≈ 500 Вт (мощностью, необходимой для нагрева воздуха, можно пренебречь)

Шаг 3: Рассчитайте потери тепла в сушильном помещении

Потери тепла через изоляцию, металлические элементы и другие факторы равномерно снижаются 15%.

Окончательный расчет общей мощности

Полная мощность = 136 кВт x (1 + 15%) = 156,4 кВт
Быстрый расчет показывает, что для сушильной камеры для древесины требуется примерно 10 кВт на кубический метр площади.
Если вы используете нагревательные элементы из углеродного волокна мощностью 1200 Вт, вам понадобится 130 штук.

Дополнительные знания:

• Преобразование тепла: 1 килокалория (ккал) = 4,1858518 килоджоулей (кДж) (Быстрый расчет: кДж/4 = ккал)

GlobalQT специализируется на производстве высококачественных нагревательные элементы из углеродного волокна и решения для кварцевых трубок. Для получения дополнительной информации посетите наш сайт Веб-сайт или свяжитесь с нами по адресу contact@globalquartztube.com.