§ 04

Energia topienia

Hvor mange kWh kræver det at smelte X kg metal fra rumtemperatur?

Odpowiedź: Beregneren lægger opvarmningsenergien (masse × varmekapacitet × temperaturstigning) sammen med selve smeltevarmen (masse × specifik smeltevarme). Det giver et overslag over energiforbruget i smelteovnen ved at gå fra starttemperatur til metallets smeltepunkt. Erstatter ikke ovnens egne effekt- og virkningsgradsdata.

Wzór

Q = m × c × ΔT (opvarmning) + m × L (smeltning)

c = specifik varmekapacitet, L = specifik smeltevarme — begge er typiske, bredt tabellerede materialekonstanter for de rene/almindelige metaller

1 kWh = 3.600.000 J — energien i kWh bruges til overslag over strømforbrug

Symbole i jednostki we wzorze
Symbol	Znaczenie	Jednostka
masse	Metalmængde	kg
starttemp	Temperatura początkowa	°C
materiale	Metal	—
=	Zapotrzebowanie na energię	kWh
=	Varmemængde	MJ
=	Metallets smeltepunkt	°C

Ważność i źródło

Źródło: Termodynamik (Q = mcΔT + mL)

Nie dotyczy, gdy

Reelle legeringer afviger fra de rene metallers tabelværdier, og beregningen ser bort fra ovnens virkningsgrad og varmetab. Tallet er et teoretisk minimum, som ligger lavt for jern og stål: DOE/EERE angiver ca. 300 kWh/t som minimum for at smelte stålskrot og 377 kWh/t til 1.600 °C, og støberier bruger typisk 500-800 kWh/t. Brug som overslag, ikke som elregning.

Przykład obliczeniowy

Wstawiono domyślne wartości kalkulatora. Liczby obliczono dokładnie tym wzorem, którego używa narzędzie.

Wstawiono

Metalmængde100 kg
Temperatura początkowa20 °C
Metal1

Dawca

Zapotrzebowanie na energię27,03 kWh
Varmemængde97,3 MJ
Metallets smeltepunkt660 °C

Tylko dla członków

Sam kalkulator jest zablokowane

Utwórz bezpłatne konto, aby odblokować wszystkie artykuły, kalkulatory, szablony i asortyment — i uzyskać dostęp do quizów i klas. Zajmuje to poniżej minuty: imię, email i hasło. Żadna karta kredytowa.

Utwórz darmowe konto →Zaloguj się

Chcesz najpierw czegoś spróbować? Zobacz, czego możesz używać bez konta — strefa junior, leksykon, filmy i więcej.

Sådan bruger du den

Når du vil vide, hvad det koster at smelte en charge, eller sammenligne ovne, starter du med den energi, metallet selv skal have: opvarmning til smeltepunktet plus smeltevarmen. Det er et teoretisk minimum. Ovnen bruger mere på grund af tab og overhedning.

Krok za krokiem

Skriv metalmængden i chargen.
Skriv starttemperaturen, fx 20 °C for koldt skrot.
Vælg metal.
Læs energien i kWh og del med ovnens virkningsgrad for at få et realistisk forbrug.

Typowe błędy

At bruge tallet som elregning. Ovnens virkningsgrad og overhedning er ikke med.
At glemme at varmekapaciteten stiger med temperaturen. Tabelværdien ved stuetemperatur giver for lidt for stål og jern.
At bruge rene metallers tal for legeringer uden at tænke over afvigelsen.

Przykłady z codzienności

Aluminiumscharge i en digelovn

Du smelter 100 kg aluminium fra kold barre i en elektrisk digelovn.

Metalmængde: 100 kg
Temperatura początkowa: 20 °C
Metal: Aluminium (smp. ~660 °C, c ~900 J/kg·K, smeltevarme ~397 kJ/kg)

To znaczy: Metallet skal have mindst 27,03 kWh, svarende til 97,3 MJ. Med en ovn på 50 % virkningsgrad skal du regne med det dobbelte.

Et ton gråt støbejern

En induktionsovn skal smelte 1.000 kg gråt støbejern.

Metalmængde: 1000 kg
Temperatura początkowa: 20 °C
Metal: Gråt støbejern (smp. ~1200 °C, c ~500 J/kg·K, smeltevarme ~136 kJ/kg)

To znaczy: Beregneren giver 201,67 kWh. Det er et minimum ved smeltepunktet. Med overhedning til støbetemperatur og ovnens tab bruger en induktionsovn i praksis ofte 500-700 kWh pr. ton.

Bronze til kunststøbning

Et kunststøberi smelter 50 kg bronze til en skulptur.

Metalmængde: 50 kg
Temperatura początkowa: 20 °C
Metal: Bronze (smp. ~950 °C, c ~380 J/kg·K, smeltevarme ~180 kJ/kg)

To znaczy: Energien er 7,41 kWh. Smeltepunktet er 950 °C.

Reguła praktyczna

Aluminium kræver teoretisk ca. 0,27 kWh pr. kg til smeltning, stål og jern ca. 0,3-0,4 kWh pr. kg inkl. overhedning.

Jak sprawdzić odpowiedź

Del kWh med kg. Tallet skal ligge mellem ca. 0,1 og 0,4 kWh pr. kg for de almindelige metaller.