Effektberäkning för värmeelement av kolfiber

Enkel beräkningsmetod för värmeeffekt i torkrum

När det gäller hur mycket värmeeffekt ett torkrum kräver skulle jag vilja dela med mig av en enkel beräkningsmetod som jag har sammanfattat. Eftersom den är enkel är det inte säkert att den är helt exakt, så forskare bör inte förlita sig på denna metod. Den här artikeln är avsedd för dem som planerar att använda värmeelement av kolfiber till DIY-torkugnar eller bakugnar.

Låt oss ta en av våra kunder som exempel. De använde ursprungligen en förbränningsugn (förbränning av pellets eller träavfall). På grund av miljöskäl ville de byta till elektriska värmeelement. Väggarna i torkrummet var isolerade med bomull och materialet som torkades var halvtorrt tallvirke. Den önskade torktemperaturen skulle nå 80°C inom 2 timmar.

Grundläggande fysikkunskaper (alla parametrar kan hittas via sökmotorer):

• Vikt = Densitet x volym
• Värme = Kraft x Tid
• Värme som krävs för att höja temperaturen på ett objekt = Specifik värmekapacitet x temperaturskillnad
• Specifik värmekapacitet för trä: 1,72 x 10^3 J/(kg.K)
• Specifik värmekapacitet för luft: 1,003 x 10^3 J/(kg.K)
• Densitet hos furuvirke: 0,5~0,7 x 10^3 kg/m³, använd 0,6 x 10^3
• Luftens densitet: 1,29 kg/m³
• Volym: Anta att trä fyller 70% (detta säkerställer att effektberäkningen inte blir för låg), luft beräknas till 15 kubikmeter
• Temperaturskillnad: 90°C - 0°C (förutsatt låga vintertemperaturer på 0°C)

Steg 1: Beräkna den effekt som krävs för att värma upp veden

1. Beräkna vikten på furuträ
   Vikt för tallved = 0,6 x 10^3 x 15 x 70% = 6300 kg
2. Beräkna den värme som krävs för att höja temperaturen
   Värmebehov = 6300 kg x (90°C - 0°C) x 1,72 x 10^3 J/(kg.°C) = 9,75 x 10^8 J
3. Beräkna effekten
   Effekt = 9,75 x 10^8 J / (2 x 3600 s) = 135450 W ≈ 136 kW

Steg 2: Beräkna den effekt som krävs för att värma luften

1. Beräkna luftens vikt
   Luftens vikt = 1,29 x 15 = 19,35 kg
2. Beräkna den värme som krävs för att höja temperaturen
   Värmebehov = 19,35 kg x (90°C - 0°C) x 1,003 x 10^3 J/(kg.°C) = 1,75 x 10^6 J
3. Beräkna effekten
   Effekt = 1,75 x 10^6 J / (2 x 3600 s) = 243 W ≈ 500 W (den effekt som krävs för att värma luften kan ignoreras)

Steg 3: Beräkna värmeförlusten i torkrummet

Värmeförlust genom isolering, metallkomponenter och andra faktorer diskonteras enhetligt av 15%.

Slutlig beräkning av total effekt

Total effekt = 136 kW x (1 + 15%) = 156,4 kW
En snabb beräkningsmetod är att ett torkrum för trä kräver cirka 10 kW per kubikmeter utrymme.
Om du använder 1200W kolfibervärmeelement behöver du 130 enheter.

Ytterligare kunskaper:

• Värmeomvandling: 1 kilokalori (kcal) = 4,1858518 kilojoule (kJ) (Snabbberäkning: kJ/4 = kcal)

GlobalQT är specialiserat på tillverkning av högkvalitativa värmeelement av kolfiber och kvartsrörslösningar. För mer information, besök vår hemsida eller kontakta oss på contact@globalquartztube.com.