Как рассчитать, сколько времени потребуется, чтобы вода нагрелась с 22°C до 35°C?

Я микробиолог, и моя физика не на высоте, чтобы понять это. Я попросил наш инженерный отдел составить температурную карту судна, но они не могут сделать это за меня. У меня бак цилиндрической формы из нержавеющей стали. Толщину не знаю, но если это важно, оцените от 1/2 см до 1 см. Он будет наполнен 1600 л жидкости для брожения (думаю, вода или пиво будут аналогичной жидкостью для использования). Я оцениваю, что резервуар имеет вместимость 2000 г. л ( 2 × 10 6 см 3 ). «Вода» будет на уровне ~ 22 ° C и будет сидеть в инкубаторе (воздушное отопление), установленном на 35 ° C. Мне нужна оценка того, сколько времени потребуется этим жидкостям, чтобы достичь по крайней мере 34 ° C в инкубаторе на воздушной бане.

Я попытался понять это самостоятельно и наткнулся на формулу А / т "=" К А ( т час − т с ) / г . Но решить ее — это совсем другая игра. Я не знаю, как понять, что означает каждая буква, чтобы решить эту головоломку.

Есть ли другие переменные или уравнения, которые мне нужны, чтобы понять это?

Как инкубатор его нагревает? Над водой дует теплый воздух? Обдувает бак теплым воздухом ? Я сомневаюсь, что ваша общая формула будет слишком хорошо применима здесь. В целом; такая теплопередача зависит от геометрии. В этом случае; где используется конвективный теплообмен; направления и скорости воздуха также будут играть решающую роль. В основном вам нужно выяснить, насколько точным вы должны быть; это определит, как вы должны его смоделировать.
Если оборудование уже существует, проведите эксперимент!
Я согласен с проведением эксперимента, однако это другой отдел, в котором есть все оборудование (несколько штатов), и я в их власти. Они не согласились вести его для меня.
JMac, Это теплый воздух, дующий над/вокруг цилиндрического бака. Это отапливаемое помещение с температурой 35°C и постоянным потоком воздуха. В баке нет потока воздуха. Я подумал, не будет ли это слишком сложно для понимания.
Этот вопрос может быть более подходящим для разработки SE.
@CrystalDay ты решил провести эксперимент?
Я попробовал это в небольшом масштабе, насколько мог, в лаборатории. Я залил в инкубатор 11 литров воды, и потребовалось ~8 часов, чтобы нагреть ее от комнатной температуры до 36°C. К сожалению, инженерный отдел до сих пор игнорирует мои просьбы о полномасштабном картировании температуры.

Ответы (1)

В лучшем случае вся энергия инкубатора уходит в воду. Разделите энергию, необходимую для повышения температуры воды до целевого уровня, на требуемую мощность/потребляемую мощность инкубатора (в ваттах), чтобы получить наилучшую оценку .

Теплоемкость воды равна 4.18   Дж / г ° С а так как его плотность 1000   г / л тогда теплоемкость 4180   Дж / л ° С или 4180 Дж на [литр * разница температур в градусах Цельсия]. У вас есть 1600 литров воды, которую вы хотите поднять на 12 градусов Цельсия, поэтому:

4180   Дж / л К   × 1600   л   × 12   ° С   "="   80   М Дж

В качестве рабочего примера я нашел это руководство для охлаждаемого инкубатора Thermo Scientific Precision модели 815 с микропроцессорным управлением . Он имеет емкость 566 л:

4180   Дж / л К   × 566   л   × 12   К   "="   28   М Дж

и максимальное энергопотребление 600 Вт:

28   М Дж 600   Вт "="   13   час р с

Как рассчитать, сколько времени потребуется, чтобы вода нагрелась с 22°C до 35°C?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v