Is er een bepaalde vloeistof die zowel qua prestatie als qua kosten beter is dan andere?

Water is in beide opzichten moeilijk te verslaan. Het probleem is dat het de neiging heeft om een ​​geleider te worden als het zouten oplost, dus het moet worden geïsoleerd of op de een of andere manier heel zuiver worden gehouden. Soms is het probleem hiervan te veel, dus een soort olie is gemakkelijker.

Wat voor soort vloeistof moet ik gebruiken, aangenomen dat ik tot 100W zou verbruiken, zodat het wint ' niet snel beginnen met opwarmen? Is er zelfs een manier om dit nauwkeurig te berekenen?

Warmtecapaciteit is hier misschien de relevante fysieke eigenschap. De specifieke warmtecapaciteit van vloeibaar water is ongeveer $ 4,8 J / (gK) $, en aangezien 1 ml water ongeveer 1 g weegt, kunnen we ook zeggen dat de volumetrische warmtecapaciteit van vloeibaar water ongeveer $ 4,8 J / (is mLK) $. We weten dat $ W = 1J / s $, en van deze twee dingen, gegeven een vermogen en een bepaald volume water, kunnen we berekenen met welke snelheid de temperatuur zal stijgen, als de temperatuur overal gelijk is en er geen warmte-energie is ergens anders verloren gaan. Laten we 100W en 1L als voorbeeld gebruiken:

$$ \ vereist {annuleer} \ frac {100 \ annuleer {J}} {s} \ cdot \ frac {\ annuleer {ml} K} {4.8 \ annuleer {J}} \ cdot \ frac {1} {1000 \ annuleer {mL}} = 0.21 \ frac {K} {s} \\ $$

Aangezien we het hebben over een tarief van verandering, kunt u net zo goed $ K = ^ \ circ C $ overwegen.

Natuurlijk houdt dit twee aannames in waarvan we weten dat ze niet waar zijn, de eerste is dat de temperatuur van het water (of welke koelvloeistof dan ook ) is overal uniform. Als de koelvloeistof actief wordt geroerd, is deze misschien dicht genoeg bij waar. Anders ben je afhankelijk van geleidende stromen en geleiding om de warmte-energie door het koelmiddel te verdelen, sommige delen zijn heter en sommige zijn koeler, maar de gemiddelde temperatuur stijgt met deze snelheid.

Maar dit is enigszins betwistbaar, gezien de tweede veronderstelling: dat er anders geen warmte-energie verloren gaat. Waarschijnlijk wikkel je de dummylading niet in dekens en gebruik je hem totdat hij oververhit is, maar bouw je hem eerder op met een oppervlak dat ontworpen is om warmte goed genoeg naar de omgeving uit te stralen zodat hij voor onbepaalde tijd kan worden gebruikt zonder oververhitting. De taak van het koelmiddel is eigenlijk alleen om een ​​goede thermische koppeling tussen het koellichaam en de warmtebronnen te bieden, en om eventuele tijdelijke thermische belastingen uit te middelen.

De relevante fysieke eigenschap voor het koellichaam is absoluut thermische weerstand. Deze hoeveelheid heeft eenheden $ K / W $ en vertelt u, voor een gegeven constant vermogen, wat de temperatuurstijging boven omgevingstemperatuur zal zijn. Het wordt gespecificeerd in het gegevensblad van de fabrikant. Je moet hier ook de thermische weerstand van alles tussen de warmtebronnen en het koellichaam bij optellen. Helaas is het moeilijk om de absolute thermische weerstand van uw tank met koelvloeistof te berekenen, omdat deze een complexe geometrie heeft en de dingen die waarschijnlijk in de tank zullen worden gebruikt (water, olie), zijn eigenlijk niet bijzonder goede thermische geleiders: ze verplaatsen de warmte meestal door convectie.

Dus de algemene benadering is deze: zoek uit, voor uw ontwerpvermogen en toegestane temperatuurstijging, hoe groot het koellichaam zou moeten zijn om aan te nemen dat het beste geval is, en maak het dan groter om rekening te houden met andere factoren. TLAR is waarschijnlijk de meest economische methode, en als je iets nauwkeuriger nodig hebt, pomp dan een bekend vermogen in een prototype, en als het te heet wordt, maak het dan groter.

Zijn er niet voor de hand liggende veiligheidsproblemen waar ik aan moet denken bij het construeren en gebruiken hiervan? Ik wil niets simpels maar obscuurs missen.

Naast de voor de hand liggende: het hebben van een potentieel grote hoeveelheid mogelijk ontvlambare, waarschijnlijk zeer hete vloeistof, mogelijk verhit tot boven het kookpunt, aangesloten op een elektrische energiebron die mogelijk vonken of verhitting kan genereren (vooral onder foutcondities) materialen boven het vlampunt van de vloeistof? Nee, ik kan er niet echt een bedenken. Ik denk niet dat het de niet voor de hand liggende veiligheidsproblemen zijn die je zullen doden.

Is er in een afgesloten systeem als dit enig risico op explosie als gevolg van de druk van de vloeistofverwarming?

Heel ja, zie laatste vraag. Ik zou het niet verzegelen als ik het kon helpen, en als ik het deed, zou ik er zeker van zijn dat het niet goed verzegeld was, dus een overdrukfout zou eerder druppelen dan exploderen. Het kan ook geen kwaad om ervoor te zorgen dat het drukontlastingsmechanisme inderdaad dribbelt en niet een hete straal olie afschiet .

100W is niet erg veel vermogen, vergeleken met de laadvloeistof waren dummy-ladingen bedoeld om te verwerken. Bij dummy-ladingen van 1 kW kan een buisvormige weerstand van 100 W in de vloeistof worden gebruikt. U kunt in feite een weerstand van 100 W 50 Ω in lucht met een koellichaam gebruiken en de vloeistof helemaal overslaan. Misschien wilt u het in een of andere kooi van Faraday plaatsen (een andere reden waarom er vaak ladingen werden gemaakt in verfblikken), zoals een gaasrooster, zodat u nog steeds een goede luchtstroom door de weerstand heeft. De kicker hier is dat je een niet-inductieve weerstand nodig hebt, en de meeste buisvormige 100W-weerstanden zijn spoelen. Toch kun je 100W-weerstanden met dikke film krijgen en een gewone goedkope koellichaam gebruiken, of een stuk willekeurig metaal dat je waarschijnlijk al hebt liggen om dezelfde belastingsclassificatie te krijgen. Gebruik hem deze winter als een kookplaat om je drank op te warmen.

Er is weinig reden om de moeite te nemen om de vloeistof te berekenen die nodig is voor een intermitterende belasting van 100 W. Als je toch een vloeibare dummy-lading wilt gebruiken, gebruik dan gewoon een liter of meer, let op de temperatuur als je meer dan een minuut per keer moet zenden en ga verder met testen.

Houd er rekening mee dat de meeste vloeibare dummy-ladingen alleen zijn ontworpen voor periodiek gebruik. Ze verplaatsen de warmte niet met dezelfde snelheid de lucht in als waarin ze het ontvangen, ze absorberen het gewoon. Ze zijn bedoeld voor korte testperiodes, waarbij de zender maximaal 1 minuut op de tien minuten werkt.

Ze raken oververhit en exploderen als ze buiten hun ontwerp worden gebruikt.

Dus de informatie die u echt moet verstrekken, is uw inschakelduur en hoe lang een testperiode u deze zou gebruiken.

Als u 10-20 honderd watt-tests gaat uitvoeren, die elk een minuut of minder met een pauze tussen elke test van 10 minuten of meer, dan kan bijna elke eenvoudige litervloeistof-dummyload de 10 tot 20 wattuur aan totale energie aan die u erin stopt.

Als je continu moet testen en urenlang 100W moet afgeven, dan zul je naar een andere oplossing moeten kijken.

Maar, zoals hierboven vermeld, is 100W gewoon niet niet zo veel. Een niet-inductieve vermogensweerstand van 100 W krijgen, deze aansluiten op een koellichaam dat continu 100 W kan dissiperen, zal niet erg duur zijn. Dan kunt u zoveel testen als u wilt en hoeft u zich nooit zorgen te maken over uw inschakelduur, of de dummy-belastingtemperatuur en -risico's.

Als u kW-niveaumeters met een lage inschakelduur wilt testen, kunt u dat niet Versla de prijs van een met vloeistof gevulde doe-het-zelf-dummy-lading. Voor elke andere situatie (lager vermogen of continu gebruik) zijn met vloeistof gevulde schijnladingen niet zo aantrekkelijk als andere oplossingen.