Définir la puissance électrique

[LaurentJEG]

Bonjour à tous,

Je travaille en tant que dessinateur dans un bureau d'étude en chaudronnerie.
Et je dois définir la puissance éclectique nécessaire de résistance devant chauffer une chaudière d'un alambic en cuivre.

La forme est cylindrique, donc en cuivre, la capacité et de 400 L
Le contenant est de l'eau à une température ambiante et je dois l'amener a ébullition soit 100°C.

J'ai débuté un calcul pour définir la puissance nécessaire qui définirai la puissance mais je ne suis pas sur de moi n'étant pas électricien

volume de la chaudière: Ø 800 mm - hauteur: 910 mm en cuivre Epaisseur: 2mm

soit => delta a franchir: 100° - 20° = 80°

(Pour 1000 L ) 1000L x 4.18 = 4180 kJ

d'où => 4180/2.5 x 80 = 133 760 kJ et 133760/3600 = 37,15 kW.h

Ce début de calcul est il plausible ? Quelle puissance aux cm2 ?

Merci de m'aider

Laurent
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[XK150]

Salut ,

Oui , 37.15 kWh pour 400 L . Théorique SANS les pertes qui ne doivent pas être négligeables ...
Ceci est une énergie , la puissance dépend du temps que vous accorder pour chauffer l'eau .
Puissance au cm2 ??? des cm2 de quoi ???

[LaurentJEG]

Merci pour votre réponse.

j'ai reçu un devis d'une entreprise.

Et ils expriment leurs puissance en W/cm2 et une puissance pour l'ensemble des résistances de 6,66 KW.
Ils joignent un plan des résistances de forme de rond plein cintrés autour de la virole qui se présentent par
3 ensembles d'où une surface de chauffe mais je ne retrouve pas mes petits dans leurs calculs.

Ils indiquent une puissance de 3.2 W/cm2 hors 6666 W / 3.2 = 2083.12 cm2
et si je regarde la surface que représente les résistances proposées je trouve 4580 cm2 et je suis perdu...

et ma virole fait Ø80 cm x 3.14 = 251.3 cm haut: 83 cm (pas 91cm comme indiquer avant) soit une surface de 20 833 cm2 !!

Donc quelle serait la puissance idéale ?

données supplémentaires:

L'ébullition doit intervenir en 90 mn ou 1h30.
La chaudière est calorifugée épaisseur 100 mm

Merci pour votre aide

[Black Jack 2]

Pour chauffer 400 L d'eau de 20 à 100°C, il faut une énergie = 4180 * 400 * (100 - 20) = 1,337.10^8 J

L'énergie pour élever la température du cuivre de la cuve est très petite devant celle nécessaire pour l'eau et on peut la négliger dans le calcul.

Comme la cuve est bien isolée, on peut (du moins dans un premier temps) négliger les pertes de chaleur en cours d'échauffement de l'eau.

MAIS si la puissance de chauffe est de 6660 W, même sans les déperditions, il faudra une durée t = 1,337.10^8/6660 = 20267 s, soit donc plus de 5h 37 min

Si il faut une durée max de 1h30 ... cela ne peut pas fonctionner avec cette puissance de chauffe.

Le problème majeur et là.

[A voir en vidéo sur Futura]

[harmoniciste]

Bonjour,
Je suis en plein accord avec Black Jack 2: Il faut 133 Méga Joules pour chauffer l'eau de 20°C à 100°C si on suppose négligeables les pertes de chaleur. Pour produire cette énergie en 1h30 (5400 s), il faut une puissance de chauffe de 133.10⁶/5400 = 25 kW

[LaurentJEG]

Merci pour vos réponses !

j'ai refait un calcul un peu alambiqué....

j'ai ramené les puissances avec les surface ou s'exerce la chauffe donc en W/cm2

j'ai pris la puissance de HARMONICISTE les 25000 W sur mes surfaces et cela correspond bien !

=> Surface ou sont les résistances: 4580 cm2 - 25000/4580 = 4.45 W/cm2

=> Surface virole: 20833 cm2 - 25000/20833 = 1.20 W/cm2

et par rapport aux 6,66 KW proposés 6666/4580 = 1.45 w/cm2 et 6666/20833 = 0.31 W/cm2

et si on fait 1.2/0.31= 3.75 ou 4.45/1.45 = 3.75 aussi

soit 90mn x 3.75 = 337.5 donc plus de 5 h 30 !

J'ai pas tout dit la chaudière est fabriquée, le fournisseur veut rajouter des résistances au cul de la chaudière et on a augmenté le calorifuge.
Car lorsque on a fait les premier essais la chaudière a mis en effet pas loin de 6h pour atteindre les 100°C, ils sont venus on a rajouter du calo a mort
et on est tombé à 4 h30 environ !
Après le client doit distiller du GIN ou de la bière donc point de rosée inferieur a l'eau mais bon.....on est dans la merde je crois !!

[harmoniciste]

Ce que je crois comprendre dans les calculs de votre fournisseur, c'est que la puissance thermique transmissible à l'eau par ses résistances est limitée (par la gaine de vapeur qui risque de se former autour d'elles).

...le client doit distiller du GIN ou de la bière donc point de rosée inférieur à l'eau mais bon....

Certes, le point débullition sera plus bas, ce qui permettra d'atteindre l'ébullition plus rapidement... et à cette vapeur d'isoler thermiquement la gaine encore plus facilement, d'où une puissance nominale dégradée. Il en faudra davantage quand-même!