Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Erzeugen von Heißluft
Hallo zusammen,
ich stehe vor einem neuen Problem. Und zwar habe ich eine kleine 12VDC-Luftpumpe mit folgenden technischen Daten hier liegen:
- Betriebsspannung 12 V-
- Stromaufnahme ca. 50 mA
- Luftdruck max. 0,53 bar
- Luftmenge max. 1,7 Liter/Minute
- 4 mm Schlauchanschluss
- Montagesockel
- Gesamtmaße (LxBxH): 75x37x30 mm
An dieser Pumpe habe ich nun ein 8cm langes Aluröhrchen (4mm Innendurchmesser) angebracht. Dieses möchte ich nun elektrisch erhitzen (möglichst <12V), sodass ich am freien Ende des Röhrchens einen sauberen Luftstrom habe, der bis ca. 200°C stufenlos regelbar ist. Nun habe ich an Heizdraht gedacht. Gibt es denn noch andere Heizmöglichkeiten bis ca. 200°C? Wie isoliere ich das Aluröhrchen, sodass der Heizdraht nicht kurzschließt. Kann ich hier evtl. Nagellack nehmen? Der müsste doch im trockenen Zustand relativ hitzebeständig sein oder?
Bitte um schnellstmögliche Hilfe.
MfG
V-Robot
Hallo!
Ich würde in das Alurörchen einen geeigneten Lötkolben reinstecken. Z.B. dieser: http://www.ebay.de/itm/12V-8W-SMD-Modellbau-Lotkolben-Micro-Fein-Lotnadel-/400224286870?pt=DE_Haus_Garten_Heimwerker_Elektrow erkzeuge&hash=item5d2f39f896 hat Ø um 3 mm. ;)
Es gibt isolierten Widerstandsdraht (Constantan) mit Querschnitten 0,025...0,125mm. Damit sollte man geeignete Heizungen bauen können. Einen Link findest Du hier http://www.goodfellow.com/catalogue/GFCat4.php?ewd_token=HsE0tWgXtM8SVMRYS8QHKlzPRQHux 5&n=Tf3hvkX7YLCHCoCwzGImCfTlUWepnx&ewd_urlNo=GFHeadData1&CatLook=Constantan%AE%20-%20Widerstandslegierung Isolierdraht
ein Lötkolben ist mir aber etwas zu unselbstgemacht:D. Ich habe gerad den Spaß daran, das Ganze selbst zu bauen:). Naja, kannst du mir vllt bzgl. dem Heizdraht/der Isolierung helfen? WIE kann ich isolieren (jedoch nur elektr.) und WIE kann ich einen entsprechenden Heizdraht dimensionieren?
DANKE!
MfG
V-Robot
PS: was haltet ihr von einer Glühbirne, an der die Glasverkleidung sauber abgetrennt wurde? Natürlich dann nur bei weniger als halber Spannung.
Den Draht kann man einfach nach der Bemessungsgleichnung für Widerstände Dimensionieren, um eine bestimmte Leistung bei einem bestimmten Strom zu erreichen (P=I^2*R mit R=roh*l/A). Die Stromdichte darf aber nicht zu hoch werden, damit der Draht nicht durchbrennt (etwa 5A/mm^2). Schwieriger wird es, die resultierende Temperatur aus der Leistung vorherzusagen. Hierzu bräuchte man die thermischen Widerstände. Am einfachsten Du probierst es aus. Du solltest das Röhrchen aber unbedingt nach außen hin thermisch isolieren, damit die Wärme nicht nach außen abgestrahlt bzw. durch Konvektion abgeführt wird.
Gut, schonmal DANKE bis dahin. Aber was mir gerad einfällt: Wie sieht es denn mit denn mit sehr dünnem Kupferlackdraht aus. Wenn dieser nur einen Durchmesser von z.B. 0,25mm hat, ist doch sicherlich nicht sehr viel Leistung verlangt oder? Weil wenn man mit Kupferlackdraht heizen könnte, könnte ich jetzt gleich noch mit den Experimenten anfangen:). Hier kommt jedoch wieder die elektrische Isolierung ins Spiel. Meint ihr normales Isolierband oder auch Panzertape hält 200°C Stand? Oder reicht dann evtl. der eigene Lack des Drahtes zur elektrischen Isolierung aus?
DANKE für eure hilfe =)
MfG
V-Robot
Polyimid (Markenname Kapton) als Isolierstoff erreicht die höchsten Werte für die Dauergebrauchstemperatur von bis zu 400 °C. Der Lack vom Kupferlackdraht hält der Temperatur vermutlich nicht stand. Man kann ihn ja mit einem Lötkolben zum Zwecke des Lötens bei Temperaturn oberhalb 350 °C auch einfach zersetzen (muss ihn also nicht entfernen). Den Constantan-Draht gibt es mit Polyimidisolation. Allerdings ist das teuer.
oberallgeier
18.11.2011, 18:37
... Luftdruck max. 0,53 bar ... Luftmenge max. 1,7 Liter/Minute ...
... Kupferlackdraht ... Durchmesser von z.B. 0,25mm ... nicht sehr viel Leistung ...Hast Du schon mal nachgerechnet wieviel Heizleistung Du für Deine Luftmenge brauchst?? Und wieviel Luft dass dann nach dem Aufheizen ist? Das muss ja alles durch das 8mm-Röhrchen !
Zur Isolierung:
Wenn der Lack der Kupferlackdrahtes sich beim Löten erst bei solch hohen Temperatur zersetzt, wäre dieser doch genau das Richtige, oder liege ich da falsch?
Zur Luftmenge:
Also das mit dem Röhrchen und der Pumpe allein klappt schonmal super, bloß dass ich Heißluft brauche:P
Und nochmal zum mitschreiben: das röhrchen ist 8cm lang, hat einen Innendurchmesser von 4mm und eine Wandstärke von 1mm. Das passt somit perfekt auf den Schlauchanschluss der Pumpe.
1,7l pro Minute ergibt einen Volumenstrom von 0,0283l pro Sekunde. Jetzt bräuchte ich irgendeinen Wärmekoeffizienten der Luft nicht wahr?:D
Damit würd sich doch dann bestimmt errechnen lassen, wie viel Leistung/Energie pro Sekunde zugeführt werden muss, um die 0,0283l Luft auf 200°C zu erwärmen, richtig?
DANKE im Voraus
MfG
V-Robot
Der Lack besteht idR. aus Polyurethan. Dieser Kunststoff ist wenig temperaturbeständig. Wenn sich der Lack zersetzt, löst der sich bereits in Gas auf (er verdampft). Viel früher wird er aber schon weich/rissig/verkohlt oder sonst was. Aber Du kannst es ja testen.
Die Lufttemperatur durch Rechnungen vorherzusagen halte ich für sehr schwierig, da zu viele Unbekannte im Spiel sind.
Ich würde eine Induktionspule basteln.
Wie hoch der Lack erwärmt werden darf, weiß ich nicht. Es hängt aber immer ab mit welchen Lack der Draht überzogen ist.
Ich habe Allerdings schon ein Plastik Rohr damit verschmort.
Was noch möglich wäre, ein kleines Kupferrohr zu nehmen und es zur eine Spule "wickeln".
Für die Temperaturanzeige würde ich einfach ein Analogen Voltmeter umbauen.
Mit einem Poti stellst du dann einfach die Spannung ein, die du brauchst.
Fließt z.b 10 Volt bei 1 Ampere durch den Leiter, erwärmt sich die Luft auf __ Grad.
Ich würde eine Induktionspule basteln.
Ich denke der magnetische Fluss im Alu-Rohr ist zu gering für entsprechende Wirbelströhme. Das würde nur mit Eisenkernen gut funktionieren.
Ich denke der magnetische Fluss im Alu-Rohr ist zu gering für entsprechende Wirbelströhme. Das würde nur mit Eisenkernen gut funktionieren.
Ich würde die Wirbelströme einfach mal "weg lassen". Wenn er sowas mit Wirbelströme bauen möchte, dann würde ich ein Kleines Weicheisen Rohr ins Alurohr rein tun.
Die Induktion erhitzt die Luft. Da warme Luft bekanntlich auch leichte als Kalte Luft ist, würde sie nach oben steigen.
So, habe jetzt die spezifische Wärmekapazität von Luft rausgefunden, das sind 1,01 kJ/(kg*K). Das muss ich doch jetzt nur in die Grundgleichung Q=m*c*deltaT einsetzen oder? Wenn ich das tue, erhalte ich als ergebnis den Wert 6,45261225J, was der Wärmeenergiemenge entsprechen sollte, die benötigt wird, um 0,0283l Luft innerhalb einer Sekunde von 25°C auf 200°C zu erwärmen. Stimmt das soweit?
Danke
MfG
V-Robot
Besserwessi
18.11.2011, 20:09
Die Rechnung könnte hinkommen (hab die Zahlenwerte aber nicht kontrolliert). Das Ergebnis mit 6,5 J/s = 6,5 W klingt auch plausibel.
Ich würde als Heizer einen Drahtwiderstand im Keramikgehäuse (z.B. 17 W Type) nehmen. Die erlauben auch ein hohe Temperatur des Gehäuses. Wenn der große Typ nicht geht, ggf. auch einfach 2 kleinere hintereinander in das Rohr mit rein.
Das mit der Induktiven Erwärmung würde schon gehen, aber eher mit einem Edelstahlrohr, als einem Alu Rohr - das Alu Rohr hat zu wenig Widerstand und relativ viel Wärme würde in der Spule entstehen. Wenn man die Frequenz passend wählt braucht man auch keinen Eisenkern. Um per Induktion Luft zu erhitzen braucht es schon recht extreme Bedingungen.
Schonmal vielen, vielen Danke für die gute Unterstützung:). Freut mich schonmal, dass meine Rechnung richtig zu sein scheint. Die Idee mit dem Keramikwiderstand hört sich sehr gut an. Habe leider gerad keinen dieser Leistung hier, aber sich den heutigen Abend ein wenig mit Experimenten zu verschönern, reicht bestimmt auch erstmal der kleine mit 7W zum testen mit niedrigen Temperaturen:P. Nur kann ich diesen jetzt einfach mal zum Testen an mein 12V Netzteil ranschmeißen?
Wie gesagt, er ist im Keramikgehäuse, 7W Leistung und 1,5Ohm.
Hallo. Ich denke die einfache Rechnung (Q=m*c*dT) ist nur zulässig für ruhende Luft. Da es sich hier aber um einen Luftstrom handelt, der die Wärme vom Rohr abführt, wird man mehr Leistung benötigen. Das ganze läuft auf eine Differentialgleichung hinaus (Massenstrom der Luft).
Es hat schon seinen Sinn, dass in Heizlüftern etc. die Heizdrähte direkt im Luftkanal angebracht sind, und nicht eine Röhre geheizt wird, durch die dann die Luft strömt. Inwieweit dein Projekt das zulässt, musst du entscheiden, aber es wäre wohl entschieden einfacher und effizienter.
LG miau
Besserwessi
19.11.2011, 17:18
Die Rechnung geht schon mit dem Luftstrom - sonst hätte man auch keine Luftmenge pro Zeit - aber das ist natürlich nur die wirklich nötige Leistung ohne irgendwelche Verluste. Es wäre auch schon gut wenn man den Heizer im Rohr hat, und damit auch das Rohr mit heizt. Ohne Hindernisse für eine Verwirbelung der Luft wird sonst nur der Teil an der Grenzfläche heiß.
Hallo!
@ v-robot
Ich denke, dass um heisse Luft abzuführen könnte man das Prinzip von CPU Lüfter (z.B. aus Notebooks) anzuwenden. Dafür muss die wärmrabführende Fläche möglichst gross sein. Dafür wird Konstruktion aus Kupferblech benutzt (siehe rechtes Foto von http://www.ebay.de/itm/Fujitsu-Siemens-Amilo-K7600-Lufter-Kuhler-/280772740254?pt=Notebook_Komponenten&hash=item415f5c049e ). Es könnte nötig sein, dass der Querschnit viel grösser als vom Rörchen seien muss, um nötige Menge von Luft bis gewünschte Termeratur zu erwärmen. Ich würde das Rörnchen nur als Luftleitung benutzen. ;)
Hi,
Danke für die viele und gute Unterstütung. Ihr meint ja, dass es sinnvoller wäre, das Heizelement direkt innerhalb des Luftstroms anzubringen. Daher habe ich mir jetzt überlegt einfach einen sehr kurzen Heizdraht in der Länge des Rohrinnendurchmessers (4mm) am offenen Rohrende zu befestigen. Bei dieser kurzen Länge würde doch bestimmt nicht viel Leistung gebraucht werden oder? Und kann man dann vielleicht sogar Kupferlackdraht verwenden (natürlich einen sehr dünnen)?
MfG
V-Robot
Nur grob gedanklich abgeschätzt, wird ein einzelner Heizdraht von 4mm Länge da kaum etwas bewirken. Das reicht nichtmal, um um 20° zu erhitzen, selbst wenn er glüht.
Ach ja, der Trafo, der warscheinlich verwendet wird, hat folgende Daten:
HBL-50, Eingang 230 V~, Leistung 50 VA, 12 V~/4,17 A, Temperatursicherung 130 °C, mit Befestigungssatz. VDE-geprüft. Maße (øxH): 88x36 mm
Dieser sollte dann aber auch Pumpe UND Heizelement versorgen können.
Haut das hin?
MfG
V-Robot
oberallgeier
20.11.2011, 11:14
... Luftmenge max. 1,7 Liter/Minute ... Aluröhrchen (4mm Innendurchmesser) ...Nehmen wir mal an, das ist schon die Warmluftmenge (glaub ich ja nicht, rechne die doch mal selbst aus). Bei 1,7 l/min gibt das schon mal rund 0,26 m/s Strömungsgeschwindigkeit.
... kurzen Heizdraht in der Länge des Rohrinnendurchmessers (4mm) am offenen Rohrende ...Also liegt der Draht quer zur Anströmrichtung. Nehmen wir mal einen zu Deinem Rohr "dicken" Draht - Ø 1 mm - dann rauscht die Luft (Rechenmethode Milchmädchen - Querschnittsveränderung unberücksichtigt) in 4 (VIER) Millisekunden daran vorbei. Da muss der Draht schon s..heiß sein, dass das klappt *ggg*.
021aet04
20.11.2011, 11:23
Ich würde ein fertiges Heizelement nehmen wie z.B. http://www.haus-gartenwelt.at/Werkzeug/Hei-luffoehn/LEISTER-Heizelement-fuer-Triac-S---1000W.html
Das ist für einen Heisluftföhn (230V).
Wenn du es unbedingt selbst bauen willst musst du unbedingt Keramikklemmen verwenden, da die normalen Kunststoffklemmen die Temparatur nicht aushalten. Weiters solltest du als Zuleitung zu der Heizung Silikonleitungen bzw die Leitungen mit einem Silikonschlauch (wie bei Glühlampen auch) oder einen anderen temparaturfesten Material schützen.
MfG Hannes
Gut, schonmal DANKE bis dahin. Aber was mir gerad einfällt: Wie sieht es denn mit denn mit sehr dünnem Kupferlackdraht aus. Wenn dieser nur einen Durchmesser von z.B. 0,25mm hat, ist doch sicherlich nicht sehr viel Leistung verlangt oder? Weil wenn man mit Kupferlackdraht heizen könnte, könnte ich jetzt gleich noch mit den Experimenten anfangen:). Hier kommt jedoch wieder die elektrische Isolierung ins Spiel. Meint ihr normales Isolierband oder auch Panzertape hält 200°C Stand? Oder reicht dann evtl. der eigene Lack des Drahtes zur elektrischen Isolierung aus?
DANKE für eure hilfe =)
MfG
V-Robot
Konstantan Draht ist schon richtig, dessen Wiiderstandsbeiwert regelt auch gleich die Themperatur wenn man diesen richtig wählt.
Einfach stramm um das Rohr wickeln, mit Schaotte -Paste verstreichen/versiegeln und ein passendes Rohr darüber schieben. Mit einer 2 Wicklung (Widerstands Draht) kann dann die Temperatur gemessen /geregelt werden. !!!!!!! Luftpumpe und Heizrohr unbedingt mittels hitzebeständigen Silikonschlauch verbinden!!!
Gruß Richard
Jakob L.
21.11.2011, 15:52
Den Wärmeübergang zwischen dem Rohr und der Luft könnte man verbessern, indem man etwas Kupferlitze (natürlich ohne Isolierung) in das Rohr stopft.
Zum Aufheizen des Rohrs würde ich einen kleinen Alublock nehmen, ein Loch mit dem Außendurchmesser des Rohrs bohren und das Rohr durch den Alublock führen. Den Alublock kann man dann mit fertigen Hochlastwiderständen aufheizen. Für eine schnelle Temperaturregelung ist diese Lösung wegen der hohen Wärmekapazität der Konstruktion nicht geeignet.
Hallo zusammen und vielen, vielen Dank an alle, die mir bisher geholfen haben. :)
Entschuldigt, dass ich mich in den letzten Tagen nicht gemeldet habe.
Hatte relativ viel zu tun.
Nun ja, ich habe mich mittlerweile ziemlich auch Hochlastwiderstände versteift. Also habe ich nach etwas Suchen ein 50Stück-Paket von folgendem Widerstand gefunden:
G 206, 39Ohm, 2% Toleranz, verträgt laut Datenblatt eine Leistung von 13W, eine Spannung von 500V, sowie eine Maximaltemperatur von 350°C
Könnte ich diese(n) verwenden? Meiner Meinung nach sind die Perfekt^^. Wenn ja, würde einer reichen? Wieviel Spannung müsste ich ihm ungefähr bei welcher Strombelastbarkeit bieten?
Und da dieser Typ Drahtwiderstand leider keinen Schraubanschluss besitzt, muss ich ihn anders befestigen. Meint ihr Kabelbinder/Bindedraht in Verbindung mit ein wenig Wärmeleitpaste reicht aus, um das Röhrchen, auf 200°C zu erhitzen?
MfG
V-Robot
Achja, außerdem wollte ich einen anderen Trafo verwenden:
230VAC --> 24VAC, 24VA
MfG
V-Robot
Jakob L.
27.11.2011, 22:20
Bei 24V und 39 Ohm kommt man auf 14,8 Watt. Der Widerstand ist wahrscheinlich so dimensioniert, dass er bei Nennleistung eine Temperatur von 350 Grad (bei 70 Grad Umgebungstemperatur) erreicht. Wenn jedoch die Kühlung durch Anbringen eines zusätzlichen Metallblocks mit dem Rohr deutlich verbessert wird und zusätzlich (wie du vorher ausgerechnet hast) 6,5 Watt zum Aufheizen der Luft benötig werden, dann könnte es durchaus sein, dass die Leistung nicht für 200 Grad bei normaler Umgebungstemperatur ausreicht . Wenn du eine Temperaturregelung baust, dann kannst du den Widerstand so dimensionieren, dass er die 24 Watt vom Trafo voll ausnutzt und die Leistung bei Bedarf durch die Regelung reduziert wird.
Bei der Wärmeleitpaste bin ich mir nicht sicher, wie gut die dauerhaft so hohe Temperaturen verträgt. Im normalen Anwendungsfall (Kühlung von Halbleitern) sind die Temperaturen ja deutlich unter 200 Grad.
Vergleichbare Widerstände gibt es übrigens auch bei Reichelt (allerdings mit 5, 7, 9, 11 oder 17 Watt). Da muss man nicht gleich ein ein 50Stück-Paket kaufen. Ich würde eher einen etwas kleineren Widerstand nehmen. Solange die Wärme durch die Konstruktion gut abgeführt wird und die Temperatur deutlich unter 350 Grad bleibt, kann man die aufgedruckte Leistung auch etwas überschreiten. Der Vorteil davon ist, dass dann nicht so viel Wärme direkt vom Widerstand an die Umgebung abgegeben wird.
Hallo!
Alternativ und viel einfacher wäre: http://www.voelkner.de/products/71548/Heissgasbrenner-Ht-911.html mit einstelbarer Entfernung zum erwärmten Material. ;)
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