Cum ar trebui să merg la crearea unui încălzitor din baterii (AA / AAA / 9V / C / D orice va face) care durează cât mai mult posibil (cu cât durează mai mult, cu atât mai bine)?
Am văzut acest postare . Dar asta durează doar 45 de minute și nu pare foarte eficient. Există vreo modalitate prin care aș putea face ca încălzitorul să dureze mult? Poate făcând să nu se încălzească la fel de fierbinte?
Trebuie să am ceva căldură până la \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F deg (de exemplu, dacă o conductă este la \ $ 30 ^ {\ circ} \ $ F deg, vreau să o încălzesc până la \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F ).
Comentarii
- Cât de mult are nevoie pentru a încălzi? Asta determină cam orice altceva.
- 50- 60 de grade, de exemplu (nu foarte fierbinte, știu) Vă mulțumim pentru răspunsul dvs.
- Este cu 50-60 peste temperatura ambiantă sau este un interval de temperatură țintă? F / C?
- Puteți utiliza energie chimică direct pentru a vă încălzi țeava? De exemplu, o baterie alcalină AA ar putea conține 6 wați-oră de energie. O singură lumânare de ceai, pentru comparație, se spune că eliberează 150 Wh când este arsă.
- cât de mare este o țeavă?
Răspuns
Sentimentul meu este că folosind acel tip de baterie pentru a crea mai mult decât un încălzitor pentru mâini nu este foarte practic. Pentru a obține o estimare dacă ideea unui încălzitor cu baterie este realizabilă, trebuie să vă uitați la energia necesară:
Când încălziți lucrurile, energia este utilizată pentru a face două lucruri:
-
creșterea temperaturii: pentru a încălzi 1 kg de apă de la 30 ° F la 60 ° F aveți nevoie de următoarea energie: (4180 J / K) * 16,7K = 70KJ (capacitatea de căldură ori diferența de temperatură în Kelvin). Pentru referință: o baterie alcalină AA are aproximativ 9360J ( sursă ). Puteți înlocui propriile date de ex. combinația de țeavă (umplută cu apă?) pentru a obține rezultatul pentru aplicația dvs.
-
înlocuind căldura pierdută din cauza izolației proaste: Dacă de ex. conducta dvs. este mai caldă decât temperatura ambiantă se va răci. Aici puteți calcula și energia pierdută în acest fel: P = (Diferență de temperatură) / (rezistență termică) cu P fiind căldura pierdută măsurată în W (= J / s)
Aș începe cu conectarea numerelor pentru partea 1 și apoi aș adăuga o estimare pentru partea 2 („dacă folosesc izolația X, câtă energie aș avea nevoie pentru ca temperatura să fie constantă pentru timpul X?”). Apoi, comparați energia necesară cu cantitatea stocată în tipul de baterie pe care doriți să o utilizați.
Cred că vă puteți asuma o eficiență de aproape 100%, dar mai bine bateriile să fie calde sau nu le vor livra putere maximă.
Răspuns
Formula pentru a calcula energia necesară pentru a încălzi ceva este: Q = masă * căldură specifică * diferența de temperatură. Temperatura de pornire nu este neapărat necesară, ci doar diferența. În cazul dvs., ar fi aproximativ 17 grade Celsius (îmi pare rău, sistemul metric de aici). Deci, pentru a încălzi 10 g de aluminiu, ar fi nevoie de Q = 0,01 kg * 0,91 kJ / kg * 17 = 154,7 J (Rețineți că 10 g de aluminiu cântărește cu aproximativ 2 grame mai mult decât o monedă de un dolar – deci nu este foarte mult)
Cred că, cu o configurare foarte eficientă, ați putea duce la o durată de aproximativ trei până la patru ore. (2.300mAh * 1.5V = 3.5Wh, timp în funcție de curentul de ieșire și de puterea maximă a bateriei).
În ceea ce privește întrebarea dvs. cum să durați mai mult: utilizați o rezistență foarte eficientă (aproape 100% eficiență) bobină de încălzire și un controler PID (sau chiar, dacă doriți să lăsați parte integrantă, un controler PD) pentru a controla încălzirea. Wikipedia are articole destul de bune despre controlerele PID.
Puteți utiliza un arduino sau un alt microcontroler pentru a implementa acest lucru. Nu uitați să rămâneți eficient din punct de vedere energetic, astfel încât un arduino nu este probabil cea mai bună alegere cu toate perifericele sale. Poate încercați un cip AtMega 168 simplu. Acest tutorial ar putea fi util: http://interface.khm.de/index.php/lab/interfaces-advanced/sleep_watchdog_battery/