히터를 통해 흐르는 물의 온도를 높이기 위해 필요한 에너지

저는 물이 10 리터 / 시로 흐르면 10도에서 40도까지 물의 온도를 올리기 위해 히터에 넣어야 할 에너지 (이상적으로 전기 가열)를 계산하려고합니다.

히터의 효율이 80 %라고 가정합니다.

나는 물의 특정 열이 4.18 J / g도 C에 들어오는 것을 알지만 유속에서 어떻게 일하나요?

체적 유량을 밀도에 곱하여 질량 유량으로 변환하면됩니다. 이것은 물에 쉽다 :

$$ 10 \ \ mathrm {l / hr} \ cdot 1 \ \ mathrm {kg / l} = 10 \\ mathrm {kg / hr} = 10 ^ 4 \ \ mathrm {g / hr} = \ frac {10 ^ 4 } {3600} \ \ mathrm {g / sec} = 2.78 \\ mathrm {g / sec} $$

이제 특정 열과 온도 상승으로 인해 필요한 전력을 얻을 수 있습니다.

$$ P = \ dot m \ cdot C_p \ cdot \ Delta T $$

여기서 $ P $는 와트 ($ Joules / sec $)로 필요한 전력입니다.

$ \ dot m $은 질량 유량 ($ kg / sec $)입니다 ( 주어진 체적 유량을 질량 유량으로 변환해야합니다. $ \ dot m = Flow_ {Vol} \ cdot \ rho $를 사용하여 $ \ rho $는 유체의 밀도 임)

$ C_p $는 유체의 비열 ($ \ frac {Joules} {kg / cdot K} $)입니다.

그리고 $ \ Delta T $는 $ K $의 온도차입니다.

이것은 흐르는 물을 데우는 데 필요한 힘을 줄 것입니다. 물론 에너지의 양은 물이 얼마나 오랫동안 흐르는 지에 달려 있습니다.

• 시간당 10 리터
• 시간당 10kg
• 시간당 10,000g
• 분당 166.66 g
• 초당 2.77 g

초당 30 ° C의 물 2.77 g의 온도를 올려야합니다.

• 물 2.77g
• 4.18 J / g 비열
• 11.6 J 1도마다 1 초
• 매 초마다 348 J 30도

80 %의 효율을 가정합니다.

• 348 J / 80 % = 435 J

당신은 435 J / s가 필요합니다.

초당 줄 수 ~이다. 와트

• 435W