calcul de température d'évaporation d'un liquide

[invite8b2018fd]

Bonjour les scientifiques

J'ai besoin de votre aide pour résoudre un cas ultra pratique de cigarette électronique. Mon problème étant de savoir si en modifiant l'épaisseur d'un fil résistif, à puissance égale, j'obtiendrai la même température de chauffe. Pour vous figurer le problème, il y a une batterie connectée à un fil résistif enroulé en bobine, qui enferme une mèche alimentée en liquide... Donc deux cas de figures :

1- La batterie envoie 4v. La résistance est de 1.6 ohms. Puissance 10 Watts. Fil de kanthal 0.20 mm de diamètre, 42.1 ohms\mètre, soit 3.8 cm de fil. Température obtenue ?
2- Toujours 4v pour 1.6 ohms, donc 10 watts. Fil 0.4 mm de diamètre, 10,7 ohms \mètre, soit 14,95 cm de fil. Température obtenue ?

En gros, j'ai besoin de savoir si ça va juste baisser la température, ou si ça va augmenter la surface de chauffe.

Merci de votre aide
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Oui. À puissance égale, la température d'équilibre d'un filament ou d'un corps quelconque dépend surtout de la valeur de sa surface qui détermine la puissance perdue par rayonnement ou par convection ou conduction.

Mais pour votre cigarette électrique, la quantité de liquide évaporée par seconde dépend uniquement de la puissance fournie, indépendamment de la température. Bien que pour pouvoir fournir une puissance déterminée il faille que le filament soit assez chaud.

Vous ne pouvez pas calculer la température obtenue sans connaitre le coefficient de transmission entre le filament et le liquide. Il faut savoir aussi ce qu'il se passe au niveau du filament. Par exemple, si le liquide bout, sa température ne dépassera pas la température d'ébullition. Mais si le filament trempe dans le liquide alors la température de l'ensemble augmentera "lentement".
Au revoir.

[invitecaafce96]

bonjour,
Premier cas : 10W sur 3.8 cm de fil,
Deuxième cas : 10 W sur 15 cm de fil ,
Même puissance engagée , mais dans le premier cas, elle est dissipée plus ponctuellement que dans le second , donc température ponctuelle plus élevée que dans le second cas où température est plus basse mais sur une surface plus grande .

[invite8b2018fd]

Merci pour vos deux réponses qui tendent à me laisser penser deux choses différentes.
En fait, je vais préciser mon problème.
Avec du fil résistif 0.2 mm de diamètre, on s'est aperçu que pour avoir de bonnes saveurs il fallait baisser la puissance. Dès 10 watts, un gout de brulé apparait, et à 14 watts, le fil casse. Alors que pour avoir un gros flux de vapeur, il fallait au contraire pousser la puissance. Le but étant d'avoir à la fois de bonnes saveurs et un gros flux de vapeur, une mode s'est lancée, on met deux résistances en parallèle. 2 fils de 7.14 cm à 0.2 mm de diamètre, donc 3 ohms chacun, pour une résistance totale de 1.5 ohms, le tout à 15 watts, donc 7,5 watts par résistance. Et en effet, on obtient de bonnes saveurs, et un gros flux de vapeur.
Mais pour des raisons techniques, monter deux résistances en parallèle, c'est pas très pratique, alors je me demandais si en jouant sur l'épaisseur du fil et sa longueur, on pouvait obtenir un rendu similaire, en terme de restitution des saveurs et de volume de vapeur avec qu'une seule résistance.
Peut être que tellement de paramètres interviennent qu'il faut tester pour savoir. Mais déjà, j'aurais aimé comprendre le principe en théorie.
Bonne journée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Vous avez un autre paramètre: la vitesse à laquelle le liquide évaporée est remplacé par du nouveau liquide. Et c'est ce paramètre qui est responsable aussi bien de la quantité évaporable et du goût de brulé.
Si le liquide évaporé n'est pas remplacé rapidement par du nouveau liquide, le filament chauffe trop et craque les molécules ce qui donne le goût de brûlé.
Donc, au lieu de regarder côté électrique, je regarderais du côté de la viscosité du liquide et des propriétés capillaires de la mèche.
L'autre possibilité est de "monter les deux résistances en série" ce qui donne une seule résistance du double de la valeur et du double de zone de contact. Mais il faut une tension double.
Une autre possibilité est d'utiliser du ruban à la place de fil rond. Pour une même résistance par mètre, vous avez une surface de contact plus grande.
A+

[invite8b2018fd]

L'idée du ruban me parait intéressante, je vais pousser les recherches dans ce sens. Merci. A+