Розрахунок потужності нагрівальних елементів з вуглецевого волокна

Простий метод розрахунку теплової потужності сушильного приміщення

Щодо того, скільки теплової потужності потрібно для сушильної кімнати, я хотів би поділитися простим методом розрахунку, який я узагальнив. Оскільки він простий, він може бути не зовсім точним, тому дослідникам не варто покладатися на цей підхід. Ця стаття призначена для тих, хто планує використовувати нагрівальні елементи з вуглецевого волокна для саморобних сушильних шаф або хлібопекарських печей.

Візьмемо для прикладу одного з наших клієнтів. Спочатку вони використовували піч на твердому паливі (спалювали пелети або обрізки деревини). З екологічних міркувань вони захотіли перейти на електричні нагрівальні елементи. Стіни сушильної камери були ізольовані ватою, а матеріалом для сушіння була напівсуха соснова деревина. Необхідна температура сушіння повинна була досягти 80°C протягом 2 годин.

Базові знання з фізики (всі параметри можна знайти через пошукові системи):

• Вага = Густина х Об'єм
• Тепло = Потужність х Час
• Тепло, необхідне для підвищення температури об'єкта = Питома теплоємність х різниця температур
• Питома теплоємність деревини: 1.72 x 10^3 Дж/(кг.К)
• Питома теплоємність повітря: 1.003 x 10^3 Дж/(кг.К)
• Щільність соснової деревини: 0,5~0,7 x 10^3 кг/м³, використовуйте 0,6 x 10^3
• Густина повітря: 1,29 кг/м³
• Обсяг: Припустимо, що деревина заповнює 70% (це гарантує, що розрахунок потужності не буде занадто низьким), повітря розраховується на 15 кубічних метрів
• Різниця температур90°C - 0°C (за умови зимових низьких температур 0°C)

Крок 1: Розрахуйте потужність, необхідну для нагрівання деревини

1. Розрахувати вагу соснової деревини
   Вага соснової деревини = 0,6 x 10^3 x 15 x 70% = 6300 кг
2. Розрахуйте тепло, необхідне для підвищення температури
   Необхідне тепло = 6300 кг x (90°C - 0°C) x 1,72 x 10^3 Дж/(кг.°С) = 9,75 x 10^8 Дж
3. Розрахувати потужність
   Потужність = 9,75 x 10^8 Дж / (2 x 3600 с) = 135450 Вт ≈ 136 кВт

Крок 2: Розрахуйте потужність, необхідну для нагрівання повітря

1. Розрахуйте вагу повітря
   Вага повітря = 1,29 х 15 = 19,35 кг
2. Розрахуйте тепло, необхідне для підвищення температури
   Необхідне 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. Розрахувати потужність
   Потужність = 1,75 x 10^6 Дж / (2 x 3600 с) = 243 Вт ≈ 500 Вт (потужність, необхідну для нагрівання повітря, можна не враховувати)

Крок 3: Розрахунок тепловтрат у сушильній камері

Втрати тепла через ізоляцію, металеві компоненти та інші фактори рівномірно дисконтуються 15%.

Остаточний розрахунок загальної потужності

Загальна потужність = 136 кВт x (1 + 15%) = 156,4 кВт
Швидкий розрахунок показує, що сушильна камера для деревини потребує приблизно 10 кВт на кубічний метр площі.
Якщо ви використовуєте карбонові нагрівальні елементи потужністю 1200 Вт, вам знадобиться 130 штук.

Додаткові знання:

• Перетворення тепла: 1 кілокалорія (ккал) = 4,1858518 кілоджоулів (кДж) (швидкий розрахунок: кДж/4 = ккал)

GlobalQT спеціалізується на виробництві високоякісних нагрівальні елементи з вуглецевого волокна та кварцові трубки. Для отримання додаткової інформації відвідайте наш веб-сайт або зв'яжіться з нами за адресою contact@globalquartztube.com.