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14/10/2012 #1

Avatar de marcunni24

Calculo de resistencias calefactoras
Buenos días, gente
Tengo una gran duda con respecto a las resistencias calefactoras. Más que una gran duda, un gran desconocimiento general. Estoy haciendo un proyecto para una materia de la facultad, donde necesito colocar un elemento calefactor que caliente hasta 900ºC.
Averigüé un poco, y encontré que las resistencias calefactoras "para horno", de marcas como Kanthal, alcanzan y sobran para este tipo de tareas. Lo que quisiera saber, en líneas generales, es:
¿Cuánta POTENCIA se necesita para alcanzar esa temperatura? Probablemente me dirán que depende de algún coeficiente, dimensiones, y demás de cada resistencia. Pero me gustaría saber un valor aproximado. No estoy pudiendo encontrar una página que ofrezca realizar los cálculos online, como sí las hay para otras cuestiones.
Si alguien me puede dar una mano, le agradeceré muchísimo!
Saludos
14/10/2012 #2
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

A ver . . . si con un encendedor calentás la punta de un alfiler , se va a poner rapidamente al rojo , probablemente a unos 900 grados , ahora probá de poner al rojo la punta de una pinza con el mismo encendedor

Lo mismo es aplicable a la resistencia

¿ Que masa necesitás calentar ?
¿ Condiciones de aislación térmica ?
¿ Tiempo en el cual querés calentarlo ?
14/10/2012 #3

Avatar de marcunni24

Por las dudas, puedo dejar algunos datos de una resistencia que (calculo) sería apropiada para lo que necesito:
Marca: Nikrothal 40
Temp de operación máxima (continua)= 1100ºC
Conductividad térmica= 13 W/m.K
Resistividad a 20ºC = 1.04 ohm/mm(^-2)m(^-1)

No sé si es de ayuda, o complica más. Pero bue, queda de referencia, por lo menos.
saludos, y gracias desde ya

---------- Actualizado después de 12 minutos ----------

No me había aparecido tu respuesta, DOSMETROS. Gracias por comentar. La verdad que son buenas preguntas, ja.

Necesito calentar un reactor (un tanque, básicamente) de unos 50cmx25cmx25cm (alto*ancho*prof). Digamos un volumen de unos 0.03 m^3 de líquido, básicamente.

¿Aislación térmica? Mmm.. ¿te referís a si, una vez calentado, mantiene su temperatura? ¿o a si presenta dificultades en ser calentado? supongamos, para hacer un peor caso, que se calienta fácilmente, pero no retiene nada del calor.

Y el tiempo en el cual quiero calentarlo es el mínimo posible. Digamos, para ser generosos, que en unos 10 segundos (y estoy dejándolo "lento").
14/10/2012 #4

Avatar de el-rey-julien

lo mejor ,sin resistencia ,un horno de inducción
http://es.wikipedia.org/wiki/Horno_de_inducción
14/10/2012 #5
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

¿ Querés calentar 30 litros de líquido a 900 º C en 10 segundos ?
14/10/2012 #6

Avatar de el-rey-julien

que no eran 30 mililitros?
14/10/2012 #7
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Necesito calentar un reactor (un tanque, básicamente) de unos 50cmx25cmx25cm (alto*ancho*prof). Digamos un volumen de unos 0.03 m^3 de líquido, básicamente.
0,03 m³ = 30 litros
14/10/2012 #8

Avatar de marcunni24

el-rey-julien, el problema es que el proyecto DEBE llevar, sí o sí, una resistencia. Digamos que no tengo posibilidad de explorar otras opciones. Gracias igual por el aporte.

DOSMETROS, qué buena forma de mostrarme la ridiculez del planteo, ja!! La cosa es así. Tengo un reactor que realiza una reacción endotérmica, la cual ocurre a 900ºC. Actualmente, el calentamiento se está realizando con un quemador, liso y llano. Lo que se pretende es cambiarlo por una resistencia calefactora, por diversas cuestiones que no vienen al caso.
La cuestión es que, mientrás más tiempo se pase sin alcanzar los 900º, más producto "se pierde", ya que la reacción se hace mal, y no sirve. Entonces la idea es bajar el tiempo al mínimo. Realmente no tengo idea de cuánto están tardando ahora para llevarlo a la temperatura deseada. Ese valor lo supuse yo, y sí, puesto así suena bastante im-poshible.
La cuestión era más general. Un compañero del proyecto me dijo "para que una resistencia calefactora alcance los 900º, necesitás más o menos 3KW".
Quiero tener una idea (a GRANDES rasgos), de si ese valor es algo, por lo menos coherente.
Gracias por la ayuda! Cualquier otro dato que haga falta/ imbecilidad que haya escrito, comentame
14/10/2012 #9
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Mi pregunta es = ¿ que líquido se mantiene líquido a 900 º C ?

Disculpe mi ignorancia (eso lo dijo Borges cuando le preguntaron si conocía a Maradona durante el mundial , él respondió : No . . . disculpe mi ignorancia )

O sea que ese sistema opera a 900º C . . .
14/10/2012 #10

Avatar de marcunni24

Claaro, el sistema opera a 900º. 'opera' era la palabra clave. El líquido dura lo que una flatulencia en una canasta, para expresarlo con propiedad.. ja.
El reactor tiene una camisa metálica, y sino entiendo mal, eso es lo que debe calentarse.
Digamos que, en mi afán por simplificar el enunciado, compliqué el problema. A los efectos del tipo de respuesta que necesito, da lo mismo lo que haya dentro. Necesito calentar una "gran olla" a 900º, y luego que la patria y la historia me juzguen..
14/10/2012 #11
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Para calentar "Eso", el cálculo de potencia se complica, ya que existen 2 consumos de energía (Calórica)

1) El propio líquido, recipiente y demás.
2) El calor necesario para la transición líquido-gaseoso del, redundancia, líquido.

El líquido se irá calentando hasta llegar al punto de ebullición, una vez llegado a esta temperatura, toda la energía que le apliques se irá en evaporar el líquido, por lo que la temperatura no asciende o lo hace muy poco.
Al terminar de evaporarse todo el líquido la temperatura vuelve a ascender.

¿ El vapor queda dentro del recipiente ?
14/10/2012 #12
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Pero volvemos a lo mismo , lo de los 900 º C lo lográs con cualquier rulito de nicrom.

¡ el tema es que potencia se requiere !

Así de reojo , no menos de 10 k Watt

http://www.casaastri-sa.com.ar/
14/10/2012 #13


Me parece que te quedás corto 2M. Aquí lo único que se puede hacer es el método de la prueba y error. O copiar algo hecho ( lo que hacen muchos). Al no saber cual es la masa, no se puede calcular nada. Si fuera el tacho solo, es otra cosa (y sabiendo de que material es).
14/10/2012 #14

Avatar de marcunni24

Fogonazo, gracias por el aporte! En realidad, es una reacción química continua. Lo que complica más aún la cuestión, ya que continuamente están entrando nuevos reactivos, y saliendo el producto. Esto genera obviamente fluctuaciones en la temperatura. Pero bueno, justamente la gracia es poner una resistencia calefactora, y luego arriba un sistema de control, que mantenga la temperatura lo más constante posible. Por eso la pregunta va en términos generales, como para tener una idea preliminar de si se puede lograr con 3kW, 10kW o más.
Gracias DOSM y aquileslor también. Voy a ver si puedo averiguar la masa, como para tener algo más sólido que decirles.
14/10/2012 #15
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Seeeeeee , es lo mismo que pregunte cuanto dinero debería llevar para salir con una chica

Chiruza o millonaria ?
Café solo o cena ?
Hotel o parque ?
Limusina o caminata ?

. . . y faltan datos . . .

olfateo un proyecto escolar
14/10/2012 #16
Moderador general

Avatar de Fogonazo

DOSMETROS dijo: Ver Mensaje
.......olfateo un proyecto escolar
Si fuera "Solo eso"

14/10/2012 #17

Avatar de marcunni24

Pregunta: ¿"Proyecto escolar" en tanto: el nivel de ignorancia que han dejado entrever mis comentarios hace suponer que aún debo estar en la escuela?
Afortunadamente (o desgraciadamente, depende cómo se lo mire) no.
Es parte de un proyecto universitario. Mi ignorancia procede de vastas y múltiples fuentes. Entre ellas podemos citar el hecho de que jamás trabajé antes con resistencias calefactoras, y que en realidad fue la misma directora del proyecto (y no un compañero, como dije antes, no sé que motivo me impulsó a "no delatarla" de antemano) quien me sugirió lo de los 3KW. Esto me hizo dudar mucho. Uno tiende a no desconfiar de los profesores.
Pero, si además agregamos el hecho de que en principio su idea era alimentar esta resistencia con un panelcito solar de 300W... bue, no haría nada mal en desconfiar, me parece..
jaja, ojalá fuese algo como lo de sir Walter..
14/10/2012 #18

Avatar de guille990

Hola, me sumo al tema porque me da curiosidad (también tengo conocimientos básicos en la materia, asique si hay algún error haganmelo saber )
si 1 Caloría aumenta 1ºCentigrado a 1 Gramo de agua =>
30000G H2O se necesitan 30000Cal
Si lo quiere llevar a 1000ºC (para simplificar cuentas) serían 30000KiloCalorías, que dividiendo en 10 segundos, da a razón de 3000KCal
Osea si:
1Cal = 4.186J => 3*10^6Cal = 12.558*10^6J
3.6*10^6J = 1kWh => 12.558*10^6J = 3.48kWh
3.48kWh/0.22kV aprox= 15.8 A
Se necesitara un buen tomacorriente, ahora el tipo de resistencia que lleva no tengo ni idea pero dependiendo del recipiente se podría poner un montón de resistencias de estufas eléctricas o similares alrededor para llegar a la potencia o sobrepasarla, ya que seguro tendría muchas perdidas el recipiente por el tamaño y el tipo de material resistente a esta temperatura. Según mis cuentas no parece tan loco el proyecto
14/10/2012 #19
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Tenés tres procesos termodinámicos :

- Llevar el agua a 100º C como agua
- Transformar agua a 100º C en vapor a 100º C
- Llevar el vapor de agua de 100º C a 1000º C

Según Guido Guidi
14/10/2012 #20
Excluido


aquileslor dijo: Ver Mensaje
Me parece que te quedás corto 2M. Aquí lo único que se puede hacer es el método de la prueba y error. O copiar algo hecho ( lo que hacen muchos). Al no saber cual es la masa, no se puede calcular nada. Si fuera el tacho solo, es otra cosa (y sabiendo de que material es).
por fin..........vengo leyendo y le dan vueltas al gato.
encima (para variar) el que consulta pide ayuda y cuenta su planteo "a cuenta gotas".

quiere un tacho que este "que pela" a 900 grados o a lo que sea , para que , cuando le echen un liquido este reaccione o se evapore al instante.
aunque menciona 30 litros , o sea que cada "colada" o volcada de producto sera de unos 30 litros de un tiron .
pues que ahi , en ese instante sera cuando se el trabajo de hacer que el recipiente recupere el calor transferido .

menciona quien inicio esto que "debe llevar una resistencia" , pero no dice que solo eso , que EXCLUSIVAMENTE .
lo que puso el rey julien es una opcion .
la otra opcion es :

1 -- si vos usas un recipiente de 30 litros y le echas 30 litros , intuis que pasara , no ??
el liquido rapidamente disipara el calor de el recipiente y tendras que esperar , cosa que no queres.
2 -- tu recipiente es mucho mayor, con una base de gran superficie (obvio que puede ser lisa o puede ser una tuberia en espiral o trampa , si encima estas mencionado 900 grados asi que trabajas en estado gaseoso , asi que la forma tambie sera todo un tema de diseño ) , la cual esta a 900 grados , asi apenas el liquido toca el recipiente se evapora.
va dibujo, es intuitivo .
cuanta mas superficie este "esperando " al liquido con esos 900 grados mas pronto se dara todo .


andamos muy intuitivos don fogo ......watch - dog. activado
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