experience chauffage eau

[Pilou63]

Bonjour!

je me pose pas mal de questions en ce moments!
j'ai mené une petite experience un peu bete et je ne comprends pas tout les résultats!

j'ai mis 4.5kg d'eau dans une casserole (sans manche) et j'ai installé un collier chauffant dessus (puissance=U*I=222.6*10)

j'ai installé des sondes de température (une au centre de la casserole, un eau bord et une entre les 2!)
j'obtiens une temperature d'eau homogene donc la tout va bien!

j'ai aussi un thermocouple qui me donne acces a la temperature de la ceramique...

Mon objectif est de connaitre le flux transmis à l'eau.
je pensais que le calcul du m*Cp*dT/temps me le donnerai mais en faisant le calcul j'obtiens 2400W (soit deja plus que 222,6*10)

en plus il faut à cela ajouter le fait que la ceramique chauffe et donc un autre m*Cp*dT/temps (250W a peu près: Cp=800J/kg.K)

donc je ne comprends pas trop....

2400+250>2226 et ca m'embete!! à quoi se fier?

comment l'expliquer?

j'attends vos réponses!
merci!
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[LPFR]

Bonjour.
C'est quoi les 222,6? S'est la tension du secteur chez vous?
Les avez-vous mesurés, ainsi que les 10 A ?
Au revoir.

[Pilou63]

Bonjour.
C'est quoi les 222,6? S'est la tension du secteur chez vous?
Les avez-vous mesurés, ainsi que les 10 A ?
Au revoir.

Oui j'ai mesuré la tension ainsi que l'intensité!

[LPFR]

Re.
Dans ce cas là il faut répéter plusieurs fois "je crois à la loi d'Ohm" et chercher le canular.
Pouvez-vous nous donner vos mesures brutes? Un œil neuf trouve parfois de choses.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nabluk]

Bonjour,

Peut-être une bête question mais ton collier chauffant, il est dans l'eau ou à l'extérieur du récipient ??

[arrial]

Salut,




Si je comprends bien, ton collier chauffant est autour de la casserole ?
La céramique c’est quoi ??? [je connais des colliers gainés inox …]

A priori, ton collier envoie de la chaleur
♦ à l’air ambiant, par convection,
♦ à la casserole, par conduction,
→ casserole qui envoie de la chaleur
• à l’air ambiant par convection,
• à l’eau par convection.

La résistance de convection sur l’eau est petite devant celle sur l’air, et la résistance thermique de conduction de la casserole est négligeable [définition de la résistance thermique : ΔT = R. Φ ; R en K/W].

Les pertes ne doivent pas être négligeables, mais rester acceptables …




L’eau, tant qu’elle n’entre pas à ébullition, accumule en effet de la chaleur sensible, Q = m.∫cp.dT ≃ m.cp. δT → P = m.cp. δT/t
m = 4,5 kg
cp = 4,18 kJ/kg
Si tu nous donnais
δT [en °C]
t [en s]
on pourrait vérifier tes calculs.
En tout état de cause, le résultat doit être bien inférieure à la puissance électrique consommée …
[nota : la tension nominale du secteur est généralement plus proche de 230 que de 220 V …]




@+

[Nabluk]

Re,

J'allais dire la même réflexion qu'Arrial : Si ton collier est sur l'extérieur, différents phénomènes thermiques entrent en jeu.

Tu dois faire un bilan des flux de conduction, convection(pas aisé pour les formule si tu n'as jamais manipulé afin de trouver le coefficient h de convection) et je rajouterais aussi le rayonnement qui contrairement à ce que l'on pense n'est pas toujours négligeable.
L'hypothèse de ma réflexion ici est bien entendu que le collier est à l'extérieur mais je pense que si il est dans l'eau, on devra entamé des calculs du même genre.

Pour plus de renseignement fait des recherches sur les "transferts thermiques".

@+

[Pilou63]

Les pertes dans l'air sont négligeables (collier isolé)
pour les calculs, je n'ai plus les résultats en tete mais je ne pense pas m'être trompé! ( je ne les ai pas sous les yeux)

sinon le collier chauffant est autour de la casserole (donc pas dans l'eau)

je mettrais le graphique ce soir comme ca tout le monde aura acces à mes mesures!


en tout cas merci de votre aide!

ps: la tension a été mesurée avec un voltmetre donc à priori pas de souci! (ceci etant dit, la puissance theorique du collier est de 8000W en 400V donc 2645W en 230V donc les differences peuvent venir de la...)

[Pilou63]

Pour ce qui est des calculs, je suis en ecole d'ingé (INSA de Lyon), departement Genie Energetique et Environnement donc je suis assez familiarisé avec les calculs de convection, conduction et rayonnement....

Mais la je voulais juste faire un calcul grossier pour voir si j'avais la bonne puissance !

la puissance de chauffe= chauffage eau+ chauffage ceramique+pertes (pertes par rayonnement et convection dans l'air)

je ne pense pas qu'un calcul de convection pour l'eau soit necessaire (je connais l'energie apporté à l'eau=m*Cp*dT)

J'ai raison?


si on rajoute encore des pertes par convection par l'air, le probleme est encore plus important et ca m'embete encore plus!!

[Nabluk]

Pour infos, je suis aussi étudiant ingénieur en filière thermique mais en Belgique(salut confrère lol)

A première vue, ton bilan à l'air juste. Les problèmes peuvent venir d'une incohérence d'unité mais je pense que tu ne t'es pas trompé. Essaie de faire ton bilant en énergie et pas en puissance. Sinon pour le Cp de l'eau, pas oublier que c'est à la température moyenne.
Maintenant je serais curieux de voir comment tu as fait évaluer les pertes à travers l'isolant?!
Je suppose que ton récipient est totalement fermé?(sinon s'implique échange avec l'air ambiant.
J'énumère les problèmes classique qui parfois sont oubliés.Mais dans le cas ici je pense que c'est pas ça le problème.

Maintenant, je dirais que vu tes chiffres et ton bilan correct le problème vient peut-être d'une mauvaise évaluation d'un coefficient.

Bon travail.

NB: j'ai ouvert un post sur le forum de physique "transfert thermique" va voir si tu sais pas répondre à ma question

[Pilou63]

le collier est isolé par du coton (enfin une sorte de coton) et j'ai verifié , la temperature de la paroi n'est pas folle (60°C)

h=5W/m²K (valeur habituelle de l'air ambiant)
S=2pi*r*0.28=0.13m²
h*S*dT=5*0.13*(60-20)=26W (negligeable)

[Nabluk]

Salut,

Si tu savais mettre un schéma afin qu'on puisse voir l'installation ça serait mieux...