Hogyan kell létrehoznom egy fűtőtestet akkumulátorokból (AA / AAA / 9V / C / D bármi megteszi) ameddig csak lehetséges (minél hosszabb ideig tart, annál jobb)?
Láttam ezt a bejegyzést . De ez csak 45 percig tart, és nem tűnik túl hatékonynak. Van-e valamilyen módja annak, hogy a fűtőtestet sokáig tartsam? Esetleg azzal, hogy nem melegítem olyan melegre?
Kell valami melegség legfeljebb \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F deg (például ha egy cső \ $ 30 ^ {\ circ} \ $ F deg, akkor szeretnék felmelegíteni \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F ).
Megjegyzések
- Mennyit kell felmelegednie? Ez nagyjából meghatározza a többit.
- 50- Például 60 fok (nem túl forró, tudom) Köszönöm a válaszát
- Ez 50-60 felett van a környezeti hőmérsékleten, vagy a célhőmérséklet tartománya? F / C?
- Használhat kémiai energiát közvetlenül a cső felmelegítésére? Például egy alkáli AA elem 6 wattórás energiát tartalmazhat. Összehasonlításképpen egy teagyertya égéskor 150 Wh-t szabadít fel.
- mekkora egy pipa?
Válasz
Bélszerű érzésem az, hogy az ilyen típusú akkumulátor használatával többet hozhat létre, mint a kézmelegítő nem túl praktikus. Ha meg szeretné becsülni, hogy az akkumulátoros fűtés megvalósítható-e, meg kell vizsgálnia a szükséges energiát:
A dolgok fűtésekor az energiát két dologra használják:
-
a hőmérséklet növelése: 1 kg víz 30 ° F-ről 60 ° F-ra történő felmelegítéséhez a következő energiára van szükség: (4180 J / K) * 16,7K = 70KJ (hőteljesítmény és a hőmérséklet-különbség Kelvinben). Tájékoztatásul: Egy alkáli AA elem kb. 9360J ( forrás ). Helyettesítheti saját adatait pl. a cső (vízzel töltött?) kombinációja az eredmény eléréséhez az alkalmazásához.
-
a rossz szigetelés miatt elveszített hő pótlása: Ha pl. a pipája melegebb, mint a környezeti hőmérséklet, ez hidegebb lesz. Itt kiszámíthatja az így elveszett energiát is: P = (Hőmérsékletkülönbség) / (hőellenállás), ahol P a W-ben mért hőveszteség (= J / s)
Kezdeném az 1. rész számainak bedugásával, majd hozzáadnék egy becslést a 2. részhez (“ha X szigetelést használok, mennyi energiára lenne szükségem ahhoz, hogy a hőmérséklet állandó legyen az X idő alatt?”). Ezután hasonlítsa össze a szükséges energiát a használt akkumulátor típusában tárolt mennyiséggel.
Úgy gondolom, hogy nagyjából 100% -os hatékonyságot feltételezhet, de jobb, ha az elemek melegek, különben nem szállítják el teljes teljesítmény.
Válasz
A képlet a valaminek a felmelegedéséhez szükséges energia kiszámításához a következő: Q = tömeg * fajlagos hő * hőmérséklet-különbség. A kiindulási hőmérséklet nem feltétlenül szükséges, csak a különbség. Az Ön esetében ez körülbelül 17 Celsius fok lenne (bocs, itt a metrikus rendszer). Tehát 10 g alumínium felmelegítéséhez Q = 0,01 kg * 0,91 kJ / kg * 17 = 154,7 J kellene (ne feledje, hogy 10 g alumínium csak körülbelül 2 grammot nyom, mint egy dollár érme – tehát nem túl sok)
Úgy gondolom, hogy nagyon hatékony beállítással ez körülbelül három-négy óráig tarthat. (2300mAh * 1,5V = 3,5Wh, idő a kimeneti áramerősségtől és az akkumulátor maximális teljesítményétől függően.).
A kérdéssel kapcsolatban, hogyan lehet hosszabb ideig tartani: Használjon nagyon hatékony ellenállást (majdnem 100% hatékonyság) fűtőtekercs és egy PID-Controller (vagy akár, ha ki akarja hagyni a beépített részt, egy PD-Controller) a fűtés vezérléséhez. A Wikipedia elég jó cikkeket tartalmaz a PID-Controllerekről.
Ennek megvalósításához használhat arduino vagy más mikrovezérlőt. Ne feledje, hogy energiatakarékos maradjon, így valószínűleg egy arduino nem minden perifériával a legjobb választás. Esetleg próbáljon ki egy egyszerű AtMega 168 chipet. Ez az oktatóanyag hasznos lehet: http://interface.khm.de/index.php/lab/interfaces-advanced/sleep_watchdog_battery/