Elección del elemento calefactor (resistencia de potencia)

Básicamente, necesito un elemento calefactor que pueda calentar un pequeño volumen de aire (digamos el tamaño de una caja de zapatos) hasta aproximadamente 60 grados C. Voy a utilizar una fuente de alimentación de 25 V con una corriente de 2 A.

Lo que pensé en hacer es:

Cp= 1.00 J/gK (air specific heat)
q=1275g/m^3 (density of air)
V=0.05m^3 (volume of air I need to heat up)
T=333.15K - 293.15K = 40 K
Lets assume room temperature is 20 C = 293.15 K

¿Cuánta energía se necesita para calentar el volumen de aire de 0,05 m^3:

U = cp * m * T = 1*1275*0.05*40 = 2550 J

Si quiero que caliente ese tipo de volumen en 2 minutos, ¿cuánto vatio necesito?

P=U/t = 2550/120 = 21.25 W

Entonces, sé cuántos vatios debe producir el elemento calefactor, pero ¿qué pasa con los ohmios? ¿Debo calcular la resistencia necesaria para:

P=I^2 * R   where I=2A, P=21.25W 
R=21.25/4 = 5.3125 Ohms

Entonces, mi resistencia debe ser de 5.3125 ohmios y manejar AL MENOS 21.25 W (¿probablemente mucho más por seguridad?)

Solo pregunto si mis cálculos son correctos, ya que no sé si voy en la dirección correcta y no tengo a nadie a quien preguntar al respecto.

Gracias por cualquier ayuda :)

¿Qué tal un peltier?
Tengo un presupuesto limitado, lo que hace que la resistencia de potencia sea más atractiva que Peltier en la comparación de precios.
Tus cálculos se ven bien. (No revisé los números). También tendrás que calentar la caja que contiene el aire. Y también perderá calor de la superficie de la caja. (Creo que será un efecto mayor.)
Para tener una distribución uniforme del calor, se recomienda utilizar una combinación de resistencias (en paralelo y en serie para obtener el valor calculado) en lugar de una sola.
Como no especificó la resistencia térmica ni el área de la superficie, permítame decirle que usé un soldador de 25 W y un ventilador de 5 vatios para elevar una caja de picnic aislada a 85 °C para realizar pruebas ambientales con un presupuesto reducido. Hagas lo que hagas, utiliza un ventilador para asegurar una temperatura rápida y homogénea y un termómetro.
+1 por todo el buen esfuerzo en tu pregunta.

Respuestas (2)

Voy a utilizar una fuente de alimentación de 25 V.

Si su fuente de voltaje de suministro es de 25 voltios, entonces necesita usar esto para calcular la resistencia necesaria.

PAG o w mi r = v o yo t s 2 r mi s i s t a norte C mi

Resistencia = 25 2 / 21.25 = 29.4 ohmios

El error que cometió fue asumir que su fuente de alimentación siempre suministrará 2 amperios independientemente. En realidad, si se especifica el voltaje, colgar una carga en la salida tomará precisamente la corriente necesaria según lo define la ley de ohmios, es decir, 0,85 amperios en su caso.

Podría ser un suministro de banco que tenga modos de voltaje constante y corriente constante. De cualquier manera funciona.
Muchas gracias por señalar esto, sí, solo pensé que de alguna manera actual siempre sería 2A, siendo estúpido ... :)

Trabajaría con lo que sugirió @ user56801.

Seleccionaría una resistencia que usará todos los 50 W que su PSU puede suministrar y usará un termostato para controlar la temperatura y se mantendrá a 60 ° C con mucha más precisión que esperar que las pérdidas externas por convección, radiación y conducción sean cero. o incluso constante.

Una resistencia de 12,5 a 18 ohmios con una potencia nominal de 60 a 100 W con un interruptor térmico electrónico o mecánico simple haría una incubadora, un secador de zapatos o un horno de curado más confiables. Sería prudente tener fusibles adicionales para sobrecalentamiento (70 a 110 °C) y sobrecorriente (3 a 5 A).

Elección del elemento calefactor (resistencia de potencia)
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