Jump to content

Який ККД у ТЕН'а?


HWman

Recommended Posts

ResitenciaCalen5kw.jpg

while(1){

Походу ККД ТЕН'а 100% чи я помиляюсь?

Але стоп, як це 100%? Ніщо не може мати ККД у 100%, щось таки буде втрачатись у вигляді тепла, по крайній мірі так вчили у школі...

Хоча ТЕН по суті і є перетворювачем електричної енергії у теплову, тоді які можуть бути втрати у вигляді тепла?

}

Link to comment
Share on other sites

Мені казали біля 98%. Можливо частина енергії йде на деформування тена в процесі нагріву.

Окей, якщо припустимо, ТЕН працює рік без перестанку, то яка частина енергії піде на деформування? 0.000...%

Link to comment
Share on other sites

Суть така: електрони проходять через кристалічну градку, передають енергію атомам, надлишкова енергія викликає збільшення коливань навколо рівноважних положень, для забезпечення рівноважного стану в даний момент часу, градка розширюється. Тепло - це взаємодія атомів під час коливань, а втрати енергії на розширення.

Link to comment
Share on other sites

Якщо підведено змінний струм то буде і електромагнітне випромінювання - теж мінус. Тепло не буде лише на нагрівальному елементі буде грітись також система кріплення тена, та тепло буде передаватись від нагрівального елемента проводам.

Link to comment
Share on other sites

Якщо градка знаходиться в, умовно кажучи, вищих енергетичних станах, то структура поступово руйнуються, бо розпадаються зв"язки між атомами. Логічно, що тен буде гріти з часом гірше, а отже більша кількість енергії буде витрачатись на деформацію. Але метали характеризуються щільними атомними упаковками і рух утруднений, а отже утруднена і деформація, тому процес дуже повільний.

:) тен крім теплового випромінювання може також випромінювати і певні хвилі інших частот, що також забиратиме енергію:)

Link to comment
Share on other sites

Якшо будеш гріти повітря земної кулі, то ККД = 0.

Аргументую:

ККД = (Теплова енергія шо була потрачена на нагрів певної субстанції(води, наприклад)) / (Теплова енергія шо виділяється в ТЕНі при проходженні через нього електричного струму за певний час).

З курсу фізики - якшо через провідник з опором R протікає струм величиною I , то за час t виділиться кількість теплоти Q1

Q1 = I * I * R* t = U*I*t , де U - напруга на кінцях ТЕНа.

Для того, щоб нагріти тіло масою m від температури T1 до температури T2 треба потратити кількість теплоти Q2

Q2 = c * m * (T2-T1), де c - питома теплоємність тіла, для води 4218 Дж/кг·К.

Тому ККД = Q2 / Q1.

Для прикладу -

Розрахуємо ККД бойлера 50літрів

Бойлер электрический Drazice OKCE 50 (навесной)

Сухой керамический элемент , установка на стену вертикально,

мощность - 2 кВт.,емкость - 51 л.,рабочее давление - 6bar.,

толщина изоляции - 42 мм.,высота - 561 мм., диаметр - 524 мм., вес - 36 кг.,

время первичного нагрева с 10 °С до 60 °С - 1,5 ч.

link

Це ~50кг води, втрати теплоти [бойлер - навколишнє середовище] вважаємо мінімальні.

Для спрощення розрахунку вхідну напругу вхідну будемо брати постійну 310В шо відповідає випрямленій 220В.

Струм через спіраль 2кВт буде 6,45А

ККД = (4218Дж/кг·К * 50кг * (333,15°К - 283,15°К)) / (310В * 6,45А * 5400 секунд) = 0,976633

Судячи з ККД недарма дой бойлер вартує 4,6к грн :)

Link to comment
Share on other sites

Думаємо логічно: гріє не тен, а його нагріваючий елемент (той що в середині трубки), він в свою чергу нагріває наповнювач трубки, а той зовнішній шар ТЕНа, ось цей шар і передає енергію речовині, що гріють. Тобіш це вже не 100% (частина енергії витрачаєця саме на підтримку температури наповнювача і зовнішньої оболонки). + може бути ще й магнітна складова....

Але то все теорія.

Щоб взнати ККД чайника: беремо чайник + воду (поміряти об"єм точно, заміряємо початкову температуру) + електролічильник. Воду в чайник, вилку в розетку, за лічильником слідкуємо. Коли закипіло - знімаємо показник - маємо кількість енергії витрачену на нагрів... тепер вираховуємо скільки енергії треба для нагріву нашої води (масу маємо, різницю температур теж, питому теплоємність - в таблицях). Ділимо те, що отримали на те. що нарахував лічильник і множимо на 100 - це і є ККД тена.

Правда там ще декілька оговорок: типу чайник - ідеальний термос, який не взаємодіє з середовищем, а вода - ідеальна рідина, на яку зміна тиску не діє, ну і раз пішла така "п"янка" - лічильник теж рахує всілякі реактивні потужності і все показує правильно. :)

Тому-то ККД металевого радянського чайника - до 80%, а от бойлера, який власне працює по такій же схемі - до 90% (в момент закипання води там). ККД тена, відповідно, ще більше.

Link to comment
Share on other sites

Archived

This topic is now archived and is closed to further replies.


Hosting Ukraine
AliExpress WW


×
×
  • Create New...