Realizzazione riscaldatore a resistenza

[paolo82]

Buon giorno a tutti,
chiedo scusa in anticipo nel caso che abbia sbagliato sessione o qualcosa.
Veniamo alla questione:

Voglio realizzare un piccolo riscaldatore per uno strumento che serve a trafilare e grassare le palle per pistola (non vi preoccupate è tutto legale ). In altri termini devo riuscire ad aumentare la temperatura di un cilindro di ghisa al cui interno c'è grasso solido. Quindi bastano pochi gradi al fine di intenerirlo ma non renderlo liquido. Inoltre essendo che lo strumento è tutto in metallo volevo utilizzare una sistema che sfrutti una tensione di 12/15 o al massimo 18 volt, in modo da prevenire rischi per la sicurezza. Per questo motivo ho scartato da subito l'utilizzo di filo al Ni-Cr per realizzare una resistenza da avvolgere sul tubo di ghisa che richiederebbe tensioni e potenze molto più alte.

In parole povere volevo prendere un traformatore da 220/230 a 12/15 o 18 V e collegarlo a una o più resistenze in serie. Ora ci sono due problemi:

1. Se ho un trasformatore da 230/18 V con relativi 15 W e 0,8 A, che resistori ci devo mettere in serie? C'è una resistenza minima e massima ammesse? Si usano le leggi di elettrotecnica ossia R=V/I=18/0.8=22,5 Ohm? O devo considerare le potenze?

2. Essendo che molti trasformatori che posseggo sono recuperati e quindi non posseggo altro se non il rapporto di trasformazione, c'è un modo per stabilire la corrente e la potenza?

Grazie

[Candy]

richiederebbe tensioni e potenze molto più alte

Chi ha detto che richiederebbe tensioni alte? La potenza dovrà essere ben definita, indipendentemente dalla tensione. Come fai a dire che scarti una soluzione perché la potenza è alta? Quale potenza?

Se ho un trasformatore da 230/18 V con relativi 15 W e 0,8 A, che resistori ci devo mettere in serie?

Per fare cosa?

Essendo che

...

molti trasformatori che posseggo sono recuperati e quindi non posseggo altro se non il rapporto di trasformazione, c'è un modo per stabilire la corrente e la potenza?

Iniziando col determinarne la potenza, poi rilevando diametro dei vari avvolgimenti, o misurandone la resistenza, si può iniziare a dire qualcosa.


Comunque, tornando al tuo tubo da scaldare, se vuoi intraprendere una strada sensata dovrai:
- determinare con prove e strumentazioni quale potenza sia necessaria per far raggiungere la temperatura desiderata, partendo da una temperatura ambiente ragionevolmente più bassa possibile. In ogni caso, applicando una potenza di riscaldamento definita, misurerai sia la temperatura ambiente e l'aumento di temperatura relativo del tubo. Puoi iniziare applicando una potenza di 5 W, usando una resistenza a filo, da vincolare saldamente al tubo e rivestendo il tutto con materiale termoisolande. Prima di procedere col rivestimento, infilerai dentro una sonda di temperatura di PT100, o più popolare termocopia K, per poter poi misurare la temperatura interna. Alla resistenza applicherai una tensione adeguata per fargli dissipare la potenza voluta, 5 W per cominciare a provare.
- fatto questo, verificherai che temperatura riesce a raggiungere il tuo sistema con quella potenza ed avrai un primo riferimento che ti permetterà di determinare un coefficiente complessivo tra la potenza di riscaldamento e l'aumento di temperatura ottenuto. Un buon punto di partenza per determinare la reale potenza utile, od almeno avvicinarsi con buona approssimazione.
- a questo sceglierai un sistema di potenza lievemente superiore e realizzerai un semplice controllo di temperatura che tenga il tuo tubo alla temperatura voluta, indipendentemente da quella esterna.
- in alternativa, se vorrai essere più pigro, farai un sistema di potenza relativamente elevata e ti affiderai unicamente al controllo di temperatura, così il tubo si scalderà repentinamente, ma ti sarai risparmiato un poco di sperimentazioni...

[dimaios]

Essendo un cilindro metallico perché scartare l'ipotesi dell' induzione magnetica ?
paolo82 dovresti fornire le dimensioni del diametro interno ed esterno del tubo nonchè la sua lunghezza.

[paolo82]

Intanto grazie mille per le articolate risposte. Il progetto prende spunto da un sito dove però i dati forniti sono un po vaghi:

http://www.tiropratico.com/doc/riscaldatore.pdf

Come vedete non si fa altro che collegare a un trasformatore una resistenza che scaldandosi riscalda per conduzione il "trafilatore".

Chi ha detto che richiederebbe tensioni alte? La potenza dovrà essere ben definita, indipendentemente dalla tensione. Come fai a dire che scarti una soluzione perché la potenza è alta? Quale potenza?

Mi scuso se ho usato termini impropri ma non essendo del campo le mie conoscenze sono basilari. Il fatto è che in passato ho usato un tagliatore di quelli per polistirono realizzati da un semplice filo Cr-Ni, spesso circa 1/4 di mm , collegato a una batteria da 4,5 V. Il filo di acciaio era lungo circa 4 cm. Per motivi pratici l'ho messo su di una sorta di talaio in modo da tagiare spessori maggiori e in questo caso era lungo 10 cm, in questo caso per realizzare il taglio la tensione richiesta era di circa 12 V. Inoltre il filo è troppo sottile e tende a rompersi con estrema facilità. Per questo ho pensato che se voglio fare almeno 3/4 avvolgimenti di filo Cr-Ni più spesso attorno trafilatore, di cui non ho le misure esatte perché il progetto è ancora in fase di sperimentazione e l'attrezzatura è da un amico, per circa 30/40 cm di filo (ammettendo di posizionarlo nella parte cilindrica di 3/4 cm) quindi il tensione aumenterebbe di conseguenza. Tenete presente che l'attrezzo è tutto in acciaio e ghisa e viene manovrato a mano. Inoltre la struttura non è un semplice cilindro e non è detto che tali avvolgimenti siano facilmente realizzabili. Mentre con un resistore è più facile metterlo a contatto con la superficie del trafilatore e far diffondere il calore (volendo posso metterne due o tre in serie in modo da distribuire meglio il calore), inoltre è possibile lavorare a tensioni più bassi.

Per le temperatura si dovrebbe andare dai 10 gradi ambientali, in inverno, a 25/30...

[dimaios]

.... Inoltre la struttura non è un semplice cilindro e non è detto che tali avvolgimenti siano facilmente realizzabili. Mentre con un resistore è più facile metterlo a contatto con la superficie del trafilatore e far diffondere il calore (volendo posso metterne due o tre in serie in modo da distribuire meglio il calore), inoltre è possibile lavorare a tensioni più bassi.

Per le temperatura si dovrebbe andare dai 10 gradi ambientali, in inverno, a 25/30...

Se il resistore lo metti come indicato nel documento allegato hai una disuniformità nella distribuzione termica.
Hai fatto un paio di calcoli sulla capacità termica dell'oggetto e sulle perdite di calore per convezione naturale dalla superficie del medesimo ?
Il grasso deve essere scaldato uniformemente in tutto il volume dell'estrusore o solo all'inizio dove è posizionata la resistenza ?

[paolo82]

Il fatto è che durante l'estate non è necessario perché le temperature sono sufficienti ad ammorbidire il grasso, che è composto da cera, paraffina e vaselina.
Ora non è necessario che il calore si distribuisca in modo perfettamente simmetrico o in particolari condizioni ma è semplicemente sufficiente che riscaldi la superficie del trafilatore e ammorbidisca il grasso al suo interno. Se vedete dal link il resistore è posizionato sul gambo che fissa il trafilatore al tavolo ed è a 5 cm dalla zona che deve scaldare.Infatti si dice che ci vogliono 40 min prima di iniziare a lavorare. Per questo penso che spostando il resistore più vinino alla posizione del grasso e magari mettendo 2/3 resistori in serie i tempi si riducano e l'uniformità della diffusione del calore aumenti...

Per questo chiedevo quale regola lega l'alimentazione, nel primo esempio 18 V, 0,8 A e 15 W, alla resistenza che deve avere il resistore. In altri termini devo fare un semplice circuito con un generatore e un resistore, o al più una serie di resistori. Come faccio a sapere che tipo di resistore ci devo mettere? Uso la regola menzionata nel post di apertura?

R=V/I=18/0.8=22,5 Ohm

?

[dimaios]

Per i calcoli puoi rifarti a questo articolo :
http://www.electroyou.it/vis_resource.php?section=DomRisp&id=250

Ma la potenza dispersa per convezione dipende dalla geometria dalla temperatura ambiente ecc.
Devi ipotizzare una geometria e fare un bilancio tra la potenza entrante ( fornita dal resistore ) quella uscente ( dovuta alle perdite per convezione ) e quella immagazzinata dal corpo metallico.

[paolo82]

Grazie del Link, io utilizzerei un resistore di quelli che possono lavorare ad alte temperature, scusate se non conosco il termine esatto intendo quelli a sezione quadrata simile a quello del link che ho fornito in precedenza. Per la temperatura non è un grosso problema perché la ricarica è domestica e non per lavoro e quindi si va ad occhio, non è richiesto che si debba per forza riscaldare dalla temperatura iniziale alla finale in tot tempo. Figuratevi che prima si scaldava l'esterno del trafilatore mediante un semplice asciugacapelli e non si verificava di certo a che temperatura arrivasse il grasso o la trafila ma si andava a "braccio" verificando la resistenza offerta dalla leva che spingeva la palla. Quindi anche adesso metterei un semplice pulsante e nel caso in cui la temperatura diventasse troppo elevata, se dovesse essere abbastanza potente da sciogliere il grasso, lo spegneremo per stabilizzare la temperatura.

Il problema è molto più semplice e forse mi sono espresso male, volevo sapere se io ho un dato generatore che sviluppa una determinata tensione, 18 V, corrente, 0,8A o 800mA, e una determinata potenza, 15 W. Come faccio a sapere che tipo di reistore commerciale ci posso mettere per realizzare un semplice circuito generatore e resistore? Ad esempio se io ho due resistori uno da 68 Ohm, 5 W, e uno da 39 Ohm, 5 W, quale è più indicato? Li posso montare entrambi? O non posso montarne nessuno perché in base ai dati forniti la massima resistenza ammessa è da 22 Ohm? I 5 W che riportano le resistenze sono le potenze elettriche massime ammesse dalle stesse? E quindi non posso montarle perché sarebbero sovraccaricate da un generatore con 15 W?

Scusate le domande che possono sembrare sciocche ma in questo campo sono poco più che un principiante...

[dimaios]

Prima di fare il calcolo vorrei conoscere la superficie esterna approssimativa dell'oggetto metallico che devi scaldare.
Approssima il dispositivo con un cilindro e calcola l'area laterale. E' giusto per fare una verifica.

Visto che ci sei dammi questi dati :

: Lunghezza del cilindro
: Diametro esterno del cilindro
: Diametro interno del cilindro
: Peso approssimativo del dispositivo

( Se il tubo è in ghisa dovresti avere una densità di circa )

Non serve un rilievo precisissimo, fai una misura "spartana".

[IsidoroKZ]

1. Se ho un trasformatore da 230/18 V con relativi 15 W e 0,8 A, che resistori ci devo mettere in serie? C'è una resistenza minima e massima ammesse? Si usano le leggi di elettrotecnica ossia R=V/I=18/0.8=22,5 Ohm? O devo considerare le potenze?

Certamente devi anche considerare le potenze, altrimenti la resistenza scalda troppo. Con il tuo esempio devi usare una resistenza da 22ohm 20W e accoppiarla termicamente al tubo. Oppure puoi prendere due resistenze da 12ohm 10W ciascuna, collegarle in serie e metterle sul tubo. Oppure ancora qualunque combinazione di resistenze il cui totale faccia circa 22ohm e poco piu` e ogni resistenza dissipa una potenza di circa 0.56W per ogni ohm di resistenza, e quindi se metti ad esempio tre resistenze da 7.5ohm in serie ognuna dissipa circa 4.2W, prendile da 7W e sei a posto.

2. Essendo che molti trasformatori che posseggo sono recuperati e quindi non posseggo altro se non il rapporto di trasformazione, c'è un modo per stabilire la corrente e la potenza?

Se sai che la tensione di ingresso e` di 230V e conosci la tensione di uscita, per avere una indicazione della potenza pesali, e riporta qui il peso in grammi, che faccio il conto.

Se vuoi fare una cosa semplice, prendi una lampada da scrivania, quelle con la lampadina da 30W-50W o giu` di li`, la metti vicino che illumini il tubo e quello si scalda!