Usted necesita medir la pérdida de calor en su taza alrededor de los 50°C.
- Medida de la taza de la capacidad.
- Llenar con agua caliente o café.
- Inserte una sonda de temperatura y cierre la tapa tanto como sea posible. Utilice cinta adhesiva para detener cualquier tipo de fugas de calor.
- Registro de la disminución de la temperatura a lo largo del tiempo en la zona de interés.
La pérdida de poder (y la potencia requerida para mantener la temperatura) estará dada por
$$ P = \frac{ΔT·m·SHC}{t}$$
Donde DT = descenso de la temperatura (°C), m = masa (kg), AE = calor específico del agua (4200 J·kg-1·K-1) y t = tiempo (s).
Hice una prueba con 400 ml de café (0,4 kg) y tardó 21 minutos a que se enfríen de 53.5 a 52°C. Apareciendo estos en la fórmula, obtenemos
$$ P = \frac{1.5·0.4·4200}{21·60} = 2 W$$
Este es el continuo de energía necesaria para abastecer a mantener la temperatura de 50°C en la cantidad de café en mi taza. Durante dos horas la calefacción se necesita un 4 Wh batería.
![Thermos lab]()
El laboratorio de la cocina de la instalación.
Yo estaba agradablemente sorprendido por lo bien que el aislamiento fue en la copa.
Una cosa que no ha sido cubierto es que usted realmente desea eliminar la calefacción hasta que baje la temperatura a 50°C. Que implica algo de electrónica o un termostato en su babosa.
El cambio de fase de calentamiento
Nota: esta sección no ofrecen soluciones eléctricas a la pregunta original, pero la pregunta que me hizo buscar la información y la presento como una alternativa.
Durante el cambio de fase de líquido a sólido, un material que da su calor latente. La temperatura se mantiene constante hasta que la fase de transición se haya completado. Hice una rápida búsqueda en la web para el cambio de fase de los materiales con cambio de fase la temperatura alrededor de los 50°C y encontrado un interesante artículo sobre la Mejor Pizza con Material de Cambio de Fase en el que el autor describe un proyecto estudiantil para mantener pizzas para comer temperatura durante un tiempo prolongado.
![Phase change temperature plot]()
La temperatura frente al tiempo durante el cambio de fase de enfriamiento.
Este artículo me llevan a savEnerg que enumera sus PCM-OM55P como tener un cambio de fase a la temperatura de 55°C, que es casi perfecto para esta aplicación. El calor latente es dado como 210 kJ/kg. Tiempo para un poco de números!
Digamos que podría tolerar 100 g de este material en nuestra copa. (La densidad es de 0,84 kg/litro, por lo que su volumen sería \$\frac{100}{0.84} = 120 ml\$). Si es el calor y convertirlo en líquido, a continuación, en el enfriamiento se emiten \$210,000 J/kg \times 0.1 kg = 21,000 J\$.
Desde un watt es un joule por segundo y requerimos de 2 W para contrarrestar la pérdida de calor a 50°C, a continuación, el tiempo para hacer la transición es \$ t = {21,000\over2} = 10,500 s = 2.9 hours\$. Esto, sugiero, cumple con la OP del requisito.
Hay un par de consideraciones prácticas.
- El material de cambio de fase necesita ser calentado. Esto no debería ser un problema si no hay suficiente energía para hacer una taza de café.
- El PCM-OM55P temperatura máxima de funcionamiento es de 80°C. se los dejo al lector a averiguar cómo para no sobrecalentar el material de cambio de fase.
- No tengo idea de qué formato el material está disponible en y cómo iba a ser empaquetados para esta aplicación.
En el lado positivo, no hay electricidad y que debe tener una larga vida. La mejor solución es la más simple que funciona!
