Kuinka minun pitäisi luoda lämmitin paristoista (AA / AAA / 9V / C / D mikä tahansa tekee) joka kestää niin kauan kuin mahdollista (mitä kauemmin kestävä, sitä parempi)?
Olen nähnyt tämän viestin . Mutta se kestää vain 45 minuuttia, eikä se tunnu kovin tehokkaalta. Voinko mitenkään saada lämmittimen kestämään kauan? Ehkä tekemällä se lämmittämättä niin kuumaksi?
Minulla on oltava jotain lämpöä enintään \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F deg (esimerkiksi jos putken arvo on \ $ 30 ^ {\ circ} \ $ F deg, haluan lämmittää sen arvoon \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F ).
Kommentit
- Paljonko sen täytyy lämmetä? Se määrää melkein kaiken muun.
- 50- Esimerkiksi 60 astetta (ei kovin kuuma tiedän) Kiitos vastauksestasi
- Onko tämä 50-60 ympäristön lämpötilan yläpuolella vai tavoitelämpötila-alue? F / C?
- Voitteko käyttää kemiallinen energia suoraan putken lämmittämiseen? Esimerkiksi AA-alkaliparisto voi sisältää 6 wattituntia energiaa. Yhden teekynttilän sanotaan vapauttavan 150 Wh palamisen aikana.
- kuinka suuri on piippu?
Vastaa
Minulla on sisäinen tunne, että tällaisen akun käyttäminen luoda enemmän kuin kädenlämmitin ei ole kovin käytännöllinen. Saadaksesi arvion siitä, onko ajatus paristokäyttöisestä lämmittimestä toteutettavissa, on tarkasteltava tarvittavaa energiaa:
Lämmitettäessä energiaa käytetään kahteen asiaan:
-
lämpötilan nostaminen: 1 kg veden lämmittämiseksi 30 ° F: sta 60 ° F: seen tarvitset seuraavan energian: (4180 J / K) * 16,7K = 70KJ (lämpökapasiteetti kertaa lämpötilaero kelvineinä). Viitteenä: AA-alkaliparistossa on noin 9360J ( lähde ). Voit korvata omat tietosi esimerkiksi putkiyhdistelmäsi (vedellä täytetty?) saadaksesi tuloksen sovelluksellesi.
-
huonon eristeen vuoksi menetetyn lämmön korvaaminen: Jos esim. putkesi on ympäristön lämpötilaa lämpimämpi, se lämpenee. Täältä voit myös laskea menetetyn energian: P = (Lämpötilaero) / (lämpövastus), jolloin P on lämpöhäviö mitattuna W: na (= J / s)
Aloitan liittämällä osan 1 numerot ja lisäämällä sitten estimaatti osalle 2 (”jos käytän eristettä X, kuinka paljon energiaa tarvitsisin, jotta lämpötila olisi vakio ajan X suhteen?”). Vertaa sitten tarvittavaa energiaa käytetyn akkutyypin varastoon.
Luulen, että voit olettaa melkein 100%: n hyötysuhteen, mutta parempi, jos paristot ovat lämpimiä tai ne eivät tuota paristojaan täysi teho.
Vastaus
Kaava lämmittämään tarvittavan energian laskemiseksi on: Q = massa * ominaislämpö * lämpötilaero. Aloituslämpötilaa ei välttämättä tarvita, vain ero. Sinun tapauksessasi se olisi noin 17 celsiusastetta (anteeksi, metrinen järjestelmä täällä). Joten 10 g: n alumiinin lämmittämiseksi tarvitset Q = 0,01 kg * 0,91 kJ / kg * 17 = 154,7 J (muista, että 10 g alumiinia painaa vain noin 2 grammaa enemmän kuin yhden dollarin kolikko – joten se ei ole kovin paljon)
Luulen, että erittäin tehokkaalla asetuksella saatat kestää tämän noin kolmesta neljään tuntiin. (2300 mAh * 1,5 V = 3,5 Wh, aika riippuen lähtövirrastasi ja akun maksimitehosta).
Kysymyksesi suhteen, miten se kestää pidempään: Käytä erittäin tehokasta vastusta (melkein 100% ) lämmityspatteri ja PID-ohjain (tai jopa, jos haluat jättää kiinteän osan pois, PD-ohjaimen) lämmityksen ohjaamiseksi. Wikipediassa on melko hyviä artikkeleita PID-ohjaimista.
Voit käyttää tämän toteuttamiseen arduinoa tai muuta mikro-ohjainta. Muista pysyä energiatehokkaana, joten arduino ei todennäköisesti ole paras valinta kaikilla oheislaitteillaan. Ehkä kokeile yksinkertaista AtMega 168 -piiriä. Tästä opetusohjelmasta voi olla hyötyä: http://interface.khm.de/index.php/lab/interfaces-advanced/sleep_watchdog_battery/