Después de medir las dimensiones, máx. Carga de Si3N4 en el horno y agregando pérdida de calor (radiación, conducción y convección). Calculé que necesitaré Q = mcΔt2-t1 = 1.1664e + 7 julios o 3.24 kWh para alcanzar los 1850 ° C para la sinterización.
Necesitas saber el poder, no la energía. "mcΔt2-t1" (supongo que c es la capacidad de calor específica del Si3N4 que desea calentar) le brinda la cantidad de energía para calentarlo, pero esto no tiene en cuenta las pérdidas.
cuenta.
Las pérdidas son proporcionales a la temperatura delta entre el interior y el exterior de su horno aislado, multiplicado por la conductividad térmica de su aislador y su área. Por lo tanto, debe calcular la potencia de pérdida térmica a la temperatura máxima. Supongo que ya sabes acerca de esto.
No estoy familiarizado con los materiales de alta temperatura, pero el principio es el mismo que con las cosas de baja temperatura ... Consideremos una caja de un metro cúbico. El área de sus paredes es \ $ S = 6 m ^ 2 \ $. La temperatura interior es \ $ \ Delta T = 50 ° C \ $ más caliente que en el exterior. Está aislado con \ $ e = 20 mm \ $ poliestireno grueso, que tiene una conductividad térmica de \ $ \ lambda = 0.04 \ frac {W} {m.K} \ $ ...
Por lo tanto, la potencia que fluye a través del aislador es:
\ $ P = \ frac {\ lambda S} {e} \ Delta T = 600W \ $
Esto significa que si no colocamos un calentador de 600 W en el interior, la temperatura interior bajará. Y si queremos elevar la temperatura interior, necesitamos calentar con más de 600W. Entonces, después de hacer el mismo cálculo con su horno y su aislador, sabrá la Potencia mínima que necesita. Por supuesto, necesitará mucho más, ya que también tiene que calentar el material en el interior y hacerlo lo suficientemente rápido, ya que las pérdidas a través del aislamiento aumentan con el tiempo.
Ahora también tienes una potencia máxima. Necesita saber cómo se transferirá el calor del elemento de calentamiento de grafito al Si3N4 (por convección en gas, radiación, etc.). Demasiada potencia de calentamiento freiría el grafito si el calor no se transfiere lo suficientemente rápido al Si3N4. Tal vez demasiada energía dañaría el Si3N4 en lugar de hacer la sinterización que desea ... Tal vez le gustaría que varias varillas de grafito calienten las cosas de manera más uniforme, sin puntos fríos ... No sé, eso es lo difícil. parte;) pero esto te dará una idea de la potencia máxima que puedes usar.
Una vez que sepa esto, elija la potencia que realmente utilizará con un algoritmo simple: "no hay suficiente potencia y se calienta demasiado lento y usa más energía de la que debería al final, demasiada potencia y el producto es frito. "
Entonces, ¿cuánto vatios necesitas realmente?
Ahora, ¿puede su vara de grafito proporcionar ese poder? Lo más probable es que, si es lo suficientemente grande, es solo una resistencia, después de todo, todo lo que necesita es ajustar el voltaje.
Entonces, calcula el valor de ohmios de tu barra de grafito. O medirlo. Permita un margen de error, ya que la resistividad de las cosas depende de la temperatura.
Luego, desde P = V ^ 2 / R, entonces tiene su voltaje.
Si encuentra que un voltaje como el 20-80% del voltaje RMS de su red funciona, entonces está de suerte: simplemente conecte la cosa a la red eléctrica, utilizando un regulador de intensidad Triac adecuado para ajustar la potencia.
Si necesita algo como 10-40V y estás en un terreno de 230V, entonces necesitarás un transformador u otro tipo de fuente de alimentación, para elegir la corriente que realmente necesitarás ... y tú No sé todavía sobre eso.
Si necesita más que su voltaje de red, entonces necesitará un transformador para aumentar el voltaje (pero todavía no podemos saberlo).