Konstante Temperatur bei Luftstrom

Gast #5654683 
Hallo,

Ich habe eine Frage, bei welcher meine physikalischen Kenntnisse nicht 
ausreichen.

Ich habe einen Heizdraht und möchte Luft auf konstant 220 °C erhitzen. 
Der Luftstrom beträgt 0,4 l/s bzw. 0,0004 m^3/s.
Die Lufttemperatur beträgt konstante 21 °C.

Nun stellen sich für mich mehrere Fragen:
1. Ist das überhaupt möglich? Natürlich sind kleinere Abweichungen von 
+-15 Grad kein Problem, jedoch sollte es nicht zu ungenau sein.
2. Welches Material ist für dafür geeignet? Ich habe an Wolfram, 
aufgewickelt zu Spiralen gedacht.
3. Welche Berechnungsgrundlagen gibt es? Generell stellt sich mir schon 
die Frage wie ich den Draht ausreichend dimensioniere und mit welcher 
Spannung und Stromstärke ich diesen versorgen muss. Hat da jemand einen 
Link parat, wo ich mich dazu belesen kann?


Vielen Dank!
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Gast 
Physikneuling schrieb:
> 1. Ist das überhaupt möglich?

Ja (Heissluftpistole)

> 2. Welches Material ist für dafür geeignet? Ich habe an Wolfram,
> aufgewickelt zu Spiralen gedacht.

NickelChrom Heizdraht, Kanthal.

> 3. Welche Berechnungsgrundlagen gibt es?

Relevant ist vor allem die Luftfeuchtigkeit.

Klar ist, wenn du ein ausreichend langes Metallrohr auf 220 GradC 
erhitzt und deine Luft durchleitest, hat die Luft am Ende 220 GradC, ihr 
bleibt ja gar nichts anderes übrig.

Neben einer Temperaturregelung muss auch immer ein 
Übertemperatursicherheitsabschalter rein, wenn die Regelung mal 
azsfällt.
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Unter idealen Vorsaussetzungen ergibt sich folgende Rechnung:

Wärmekapazität Luft: 1,005 kJ/(kg*K)
Dicht Luft: 1,2041 kg/m³
Temperaturänderung: 220°C-21°C = 199K
Luftstrom: 0,0004 m³/s

Alles multipliziert ergibt 0,096 kJ/s und da J=Ws gilt, lautet das 
Ergebnis 96W.

Dein Heizelement muss also mindestens 96 Watt liefern.
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Das Problem ist die Waerme ueberhaupt an die Luft zu bringen. Nach einem 
unendlich langen Rohr geht das. Nach einem kurzen Abschnitt eher nicht. 
Es geht um die Kontakt Oberflaeche, und die erzwungene Verwirbelung.

Ich wuerde einen Heissluftfoehn nehmen. Dabei ist zu bedenken, dass der 
Motor nicht auf Dauerlauf ausgelegt ist, das Heizelement schon. Also 
allenfalls einen eigenen Luefter mit dem Heizelement versehen.
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Schau mal hier

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unter "Set 1".
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