Calculateur de puissance calorifique nécessaire (kW)

Méthodologie

Ce calculateur détermine la puissance électrique minimale (kW) que le système de résistances à cartouche doit fournir pour élever la température d'un matériau depuis une valeur initiale jusqu'à la valeur de travail, dans le temps de chauffage disponible. C'est la première étape du dimensionnement de toute installation de chauffage industriel.

Formule

P = (V × ρ × C_p × (t₂ − t₁) × 1,2) / (860 × T)

• V — Volume à chauffer (dm³ = litres)
• ρ — Densité du matériau (kg/dm³)
• C_p — Chaleur spécifique (kcal/kg·°C)
• t₁ — Température initiale (°C)
• t₂ — Température finale souhaitée (°C)
• T — Temps de chauffage disponible (heures)
• 1,2 — Coefficient de sécurité de 20 % pour les pertes thermiques vers l'environnement
• 860 — Facteur de conversion kcal/kWh

Propriétés des matériaux courants

• Acier : ρ = 7,8 kg/dm³ — C_p = 0,11 kcal/kg·°C
• Aluminium : ρ = 2,7 kg/dm³ — C_p = 0,22 kcal/kg·°C
• Bronze : ρ = 8,5 kg/dm³ — C_p = 0,09 kcal/kg·°C
• Fonte : ρ = 7,2 kg/dm³ — C_p = 0,12 kcal/kg·°C
• Acier inoxydable : ρ = 7,9 kg/dm³ — C_p = 0,12 kcal/kg·°C

Exemple résolu

Bloc d'aluminium de 2 litres à chauffer de 20 °C à 180 °C en 30 minutes (0,5 h) :

1. P = (2 × 2,7 × 0,22 × (180 − 20) × 1,2) / (860 × 0,5)
2. P = (2 × 2,7 × 0,22 × 160 × 1,2) / 430
3. P = 228,1 / 430 = 0,53 kW (530 W)

Avec ce résultat, on sélectionne le nombre, le diamètre et la puissance des résistances à cartouche Maxiwatt qui s'insèrent dans les logements disponibles du bloc, en répartissant la charge de manière uniforme pour optimiser l'homogénéité thermique.