Conducción de calor de resistencia de cerámica a varilla de hierro

No creo que este sea el lugar para tal pregunta, que es más bien una pregunta de física, pero como está aquí, intentaré responder utilizando la información que se proporciona.

En cuanto al tamaño de una resistencia cerámica de 5 W, puedo suponer que, o bien es una varilla grande, o bien tienes una pequeña área de contacto con ella

El hierro tiene una conductividad térmica 10 veces mayor que la cerámica

La plancha tiene una capacidad calorífica específica de 444J / kgC, lo que significa que con 1W, incluso toda la energía va a la varilla de hierro, necesita 444 segundos para calentar en kg con un grado Celsius, para 5W necesita 88s, para Una barra de 250g 20s. Solo con un grado de contacto térmico perfecto y sin enfriamiento.

También el área de contacto es demasiado pequeña y todo el calor es absorbido por la varilla y disipado en el aire para ayunar en comparación con el área expuesta de la resistencia.

Para mostrar mi punto, vea el siguiente esquema:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

donde:

TRc1 y TRc2 son la resistencia térmica de la cerámica desde el núcleo a la superficie de la barra / desde el núcleo a la superficie expuesta de la resistencia donde TRc1 > TRc1 porque el área de contacto con la varilla es mucho más pequeña

TRair 1 y TRair2 son la resistencia térmica de la superficie de la barra al aire / desde la superficie de la resistencia al aire donde TRair2 > TRair1 porque el área de la varilla es mucho más grande que el área expuesta de la resistencia.

TRrod es la resistencia térmica de la varilla, para hierro diez veces más bajo que la cerámica.

Por lo tanto, tendrá una conductividad térmica mucho mejor desde la temperatura ambiente hasta el punto de contacto de la barra, mientras que también tendrá una mejor conductividad térmica desde el núcleo del calentador hasta el dedo.

Ahora, ¿qué hacer?

Use un calefactor más adecuado, algunos de ellos con una superficie metálica para colocar un disipador de calor donde puede colocar la varilla como este o use un MOSFET adecuado para un disipador de calor.

Coloque un aislamiento térmico en el área que no está en contacto con la varilla para minimizar las pérdidas si necesita cálculos de energía.

Haga la varilla con un extremo plano grande para conectar el calentador para un mejor contacto térmico.

Sería útil tener un cálculo aproximado de la potencia necesaria para calentar la varilla, mi opinión es que 5W no es suficiente.

No incluye suficiente información pertinente. El área de superficie entre la plancha y la resistencia y la foto de la configuración de la prueba serían útiles. Tipo específico de cerámica y hierro.

Intente usar una abrazadera en C para aplicar presión.
En esta imagen utilicé C-Clamps para sostener un LED CoB montado en una pequeña placa de cobre a una tubería de agua de cobre.

UséLEDCoBmontadosenunabarrarectangular.
EstaimagenesdosCoBde30vatiosmontadosenunabarradecobre.
Estabaprobandolatransferenciadecalorconductivaylainfluenciadelaconvecciónlibre.

Para probar las propiedades térmicas de una varilla de metal, estaría observando dos parámetros.

Resistencia térmica

• la relación longitud / sección transversal aumenta la resistencia, por lo que mida esto.
• el enfriamiento externo del ambiente causa un error de medición, por lo que la varilla debe estar bien aislada sin pérdida de calor entre 2 desplazamientos de detección de temperatura
• como un método de prueba de Resistencia de Kelvin, los dos puntos de Prueba están alejados de los dos extremos donde se calienta uno de los extremos
• Yo usaría alambre magnético enrollado alrededor de un extremo y luego detectaría la temperatura después del aislamiento, de lo contrario, la pérdida de calor resultará en errores. El extremo lejano también debe percibirse lejos de un extremo, a menos que esté igualmente aislado.

  

• debe definir su especificación de precisión para determinar todas las fuentes de error y, por lo tanto, aumentar la temperatura para lograr esto
  

Velocidad de calor . mm / s por unidad de longitud

• Esto también depende de la relación de dimensión L / A (al igual que la inductancia)
• como términos eléctricos, puede definirse de 0 a 63% de aumento en la temperatura final o de 10% a 90%