فرمول محاسبه توان حرارتی
شاید پرتکرارترین سوالی که علاقمندان به بهینه‌سازی سیستم‌های گرمایشی با آن مواجه می‌شوند، مربوط به محاسبه توان مورد نیاز است. اغلب افراد به اشتباه فرض می‌کنند زمانی که توان مصرفی بیشتر باشد، بهتر است. این اعتقاد صحیح نیست؛ اگرچه یک بخاری برقی هرچه با قدرت بیشتر کار کند، بیشتر و سریع تر گرم می کند؛ منتها به این معنا نیست که کارآمد ترین عنصر و یا انتخاب درستی است.
بنابراین، در ابتدا لازم است که به جای توان کل یا وات، چگالی شارژ را که به واحد وات بر سانتیمتر مربع می‌آید (W/cm²)، در نظر بگیریم. در هنگام محاسبه توان مورد نیاز برای گرم کردن یک محصول، اطلاعاتی مانند گرمای ویژه آن و ظرفیت اتلاف مقاومت را باید دریافت کنیم، به ویژه اگر محصول در تماس مستقیم با یک جسم جامد قرار داشته باشد. اندازه عنصر گرمایش نیز باید در این محاسبات در نظر گرفته شود. هرچه سطح اتلاف مقاومت بیشتر باشد، عملکرد بهتری خواهد داشت و عمر آن طولانی‌تر خواهد بود.
واحد‌های مختلف مایعات ممکن است گرما را با نرخهای مختلفی جذب کنند. برای مثال، آب و روغن، هر دو مایع هستند اما نحوه جذب گرما متفاوت است. بنابراین، قبل از انجام محاسبات، مهم است که خواص گرمایی مایعی که قرار است گرم شود، به دقت شناسایی شود. برای مثال، مقاومت در برابر حرارت آب با ویژگی‌های متفاوتی نسبت به مقاومت در برابر روغن حرارتی، سوخت حرارتی، پارافین حرارتی، شراب، عسل یا بنزین برخوردار است.
نمای کلی از محاسبه عنصرهای گرمایشی
برای بهبود عملکرد یک عنصر گرمایش، ضروری است که نوار یا سیم مرتبط با آن، مقاومتی نسبت به جریان الکتریسیته داشته باشد. این مقاومت، توانایی تبدیل انرژی الکتریکی به گرما را دارد که مرتبط با مقاومت الکتریکی فلز است و به عنوان مقاومت در واحد طول واحد سطح مقطع تعریف می‌شود. برای محاسبه مقاومت خطی یک نوار یا سیم، میتوان از مقدار مقاومت الکتریکی آن بهره گرفت.
از نمادهای زیر برای محاسبه و طراحی عنصرهای گرمایشی بهره گیری می کنند:
|
ρ |
مقاومت الکتریکی |
| R | مقاومت عنصر در ۲۰ درجه سانتی گراد (اهم) |
| D | قطر سیم (میلی متر) |
| T | ضخامت نوار (میلی متر) |
| B | عرض نوار (میلی متر) |
| I | طول نوار یا سیم (متر) |
| A | سطح مقطع نوار یا سیم (mm2) |
توان حرارتی چگونه محاسبه می شود؟
به عنوان مثال برایمحاسبه توان حرارتی یک ساختمان احتیاج به سه اطلاعات زیر داریم:
- ضریب پراکندگی
- V حجم فضایی که باید در متر مربع گرم شود.
- T تفاوت میان دمای خارجی و دمای داخلی مطلوب.
محاسبه حجم بسیار ساده بوده و تنها کافی است عرض، طول و ارتفاع را ضرب کنید.
چگونه گرمای تولید شده توسط المنت گرمایشی را پیدا کنیم؟
تولید گرما از طریق یک جریان الکتریکی با مقدار I، که از طریق یک رسانای مقاومتی با اندازه R جاری می‌شود، به مدت t، با استفاده از معادله H = I2Rt توصیف می‌شود. این معادله به عنوان معادله گرمایش الکتریکی ژول شناخته می‌شود، که از آن میتوان برای محاسبه مقدار گرما تولید شده استفاده کرد.
نحوه محاسبه مقاومت المنت
مطلع باشید که برای محاسبه مقاومت یک عنصر، از مقادیر شناخته شده باید استفاده شود: مقاومت (R) با استفاده از فرمول R = (V × V) / P محاسبه می‌شود. در این فرمول، V ولتاژ تغذیه عنصر را نمایان می‌کند، P توانی است که عنصر مصرف می‌کند و R نتیجه مقاومت مورد نظر است.
چگونه میتوان انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل کرد؟
همه ی ما میدانیم که بخاری برقی یک وسیله برقی بوده که انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می کند. عنصر گرمایش داخل هر بخاری برقی تنها یک مقاومت الکتریکی بوده و بنابر اصل گرمایش ژول عمل می کند. یعنی یک جریان الکتریکی توسط یک مقاومت، انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل می کند.
فرمول انرژی الکتریکی
انرژی الکتریکی= توان الکتریکی × زمان = P × t.
سخن پایانی
در این متن از فروشگاه اینترنتی شهاب المنت به بررسی فرمول محاسبه توان حرارتی پرداختیم. عنصرهای گرمایشی بسیار ساده مشاهده می شوند و عوامل گوناگونی در طراحی آن ها وجود دارد که مهندسان بایستی آن را در نظر داشته باشند. به عنوان مثال ما برای گرمایش الکتریکی و آنچه المنت حرارتی انجام می دهد به عنوان گرمایش مقاومتی نگاه می کنیم که برای محسابه های توان حرارتی عنصرهای گرمایشی به محاسبه توان حرارتی، دما و مقاومت المنت ها و… احتیاج است.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.