¿Que potencia (W) se necesita para calentar una aleación de FeCrAl a 500°C?
Quiero hacer un horno para calentar algunos materiales, y planeo utilizar una aleación de FeCrAl en específico la Kanthal A-1, ¿Qué potencia será necesaria para calentar hasta 500°C esta aleación?
No pido que lo hagan, pero si me pudieran proporcionar la fórmula para hacerlo y los datos que requiero sería de mucha ayuda.
Serían alrededor de 30 cm de aleación (aún no esta bien definido, lo que se planea hacer es algo así como un comal) una base metálica donde se colocará un porta muestras de aprox. 5x3 cm, se colocará en una cámara de vacío por lo que no habrá viento que lo enfríe, el tiempo en el cual deba llegar a esa temperatura en realidad no es de gran interés, si llega en 20 minutos o en 10 no afecta (aunque si se puede que sea en poco estaría genial), no contamos con mucho espacio, así que se planea que sea un cubo de aprox. 10cm el área total.
2 respuestas más de otros expertos
Bien... empecemos de a poco:
El Kanthal lo vas a usar como "Resistencia calefactora"... asi que la temperatura que alcanzara sera muchisimo mayor de esos 500 grados... seguramente mas de 1.000... lo que tendras que tener es algun sistema de control con pirometro, termocupla y contactor para conectar y desconectar esa resistencia de modo de tener la temperatura deseada.
Y para poder calcular aunque sea algo, hacen falta muchos mas datos, como ser:
-Que material vas a calentar (para saber su calor especifico): No es lo mismo calentar hierro que calentar cobre o aluminio
-Cuantos kg de material vas a calentar cada vez.
-¿El material entre frio (a temperatura ambiente)?
-¿Cuánto tiempo estas dispuesto a esperar para lograr que la carga alcance su temperatura? . Porque, para dar un ejemplo, puedo calentar una pava de agua con una resistencia electrica en media hora, pero si pongo dos, la caliento en 15 minutos...
-¿Cómo es la aislacion termica de ese horno?. Si la aislacion es "Muy buena", el 80% del calor, ira a calentar el horno... si es "regular", el 60% del calor se usa en el horno y el resto se disipa... y si no existe aislacion adecuada, un porcentaje minimo calentara el horno, y el resto se desperdiciara.
Como ves... no es solo "poner una formula", hay muchos factores a tener en cuenta primero
Leí tu ampliación de la pregunta... y me deja más dudas que antes:
Primero: ¿Qué es un "Comal"?. Seguramente es alguna palabra regional de tu zona... aclara mejor de que se trata.
Segundo: Aunque este "al vacío", siempre pero siempre-siempre habrá perdidas por radiación ... eso es inevitable. Y tampoco sabemos cuanto serán
Tercero: ¿Qué precisión necesitan en esos 500 grados?. Si me dices "que este entre 450 y 550 grados estará bien"... se puede lograr con un sistema simple que de una corriente fija, si dices "Debe ser entre 490 y 510 grados la máxima dispersión"... bueno, ahí si no se pone algún sistema de control realimentado, seria imposible lograr esa precisión de valores
Complementando la respuesta de Boris, me parece que quien pregunta solo quiere saber la potencia eléctrica necesaria para calentar hasta 500 grados el tramo de resistencia de Kanthal A1.
Si fuese solo esto, deberías aportar solamente datos de longitud del alambre resistente que pensás usar y de la tensión que le aplicarías.
Por ejemplo... si se trata de 10 metros de hilo Kanthal A-1 calibre 20 y alimentas con 120 volts tendrías:
Seccion del hilo = pi diam^2 / 4 = 3.14 x 0.81^2 / 4 = 0.50 mm^2
Potencia necesaria= (120) ^2 / Resistencia = 120^2 / 1.45 ohm mm^2/m x 10 m x 0.50mm^2 = 120^2 / 29 ohms = 500 Watts aprox.
Esto se referiria exclusivamente al consumo por calentamiento del material calefactor. Todo la consideración adicional del horno ( tal como te explico detalladamente Boris) dependería de otras variables y datos que no estas proporcionando.
Te quiero significar que la temperatura a que llega la resistencia c alefactora dependerá de la disipación calorica de esos 500 watts es decir que si está contenida en un espacio reducido elevará más temperatura que si esta distribuida en espacio mayor .El cálculo dependerá como ves de un conjunto de variables a determinar. No es inmediato.