Svenska ElektronikForumet

Hur pass exakt skulle man kunna få en timer baserad på avsvalning att bli?
Till exempel om man värmer upp en kastrull med vatten till 80 grader
sedan väntar en automatik tills tempen sjunkit till 75 grader och då avläses
omgivningstemperaturen och man får upp en förväntad avsvalningstabell
på en display och kan där välja den tid man önskar. Säg man väljer 40 grader
och det ska motsvara en viss tid som man önskar sig. Borde väl kunna fås att
stämma på någon minut när i vilket fall?

1. Om du ändå avläser 80° och 75° varför kan du då inte också avläsa 40°?

2. Att göra en sådan automatik någorlunda noggrann ställer krav på flrutsättninigarna. I praktiken är det svårt.


Nedkylningen från 75° till 40° sker på några olika sätt. Bl.a. avger vattnet värme på dessa sätt.

– Förångning av det varma vattnet. Som i hög grad beror på om kastrullen har lock och på temperaturen.
– Genom att värme överförs från kastrullen till omgivningen. Med konvektion, ledning och strålning.
– Ganom värmeöverföring till undelaget om du t.ex. flyttat kastrullen till en kall platta.

Om du gör på exakt samma sätt med exakt samma vattenmängd så är förloppet repeterbart. Annars inte.

/π

Såklart går det - om du kan skapa identiska förhållanden varje gång, inkl. lufttryck och luftfuktighet.

Jag känner på mig att det inte är en linjär process, vilket kan göra det svårare att skala projektet.

Den mesta avsvalningen beror väl på temperaturdifferensen, ju närmare omgivningstemperaturen du kommer desto långsammare går avsvalningen. Det är som ohms lag, temperaturskillnaden är som spänning, isoleringen ett motstånd, så det blir lite som att ladda ur en kondensator.

Och det stora problemet är som sagt var att få avsvalningen att gå lika fort varje gång, eftersom den beror på så många faktorer. Om du ska styra alla de faktorer som påverkar avsvalningen så blir det inte lätt.

Det är enklare att bygga en timer som bygger på urladdning av en kondensator, för där har du betydligt större kontroll över vad som styr urladdningen.

Men vid 75 grader fås en tabell att välja tider ifrån.
Det är inget som säger att måste vara repeterbart.

"Det är inget som säger att måste vara repeterbart."

OK, använd en äggtimer satt till slumpvist vald tid, det är inte heller repeterbart.

"Hur pass exakt skulle man kunna få en timer baserad på avsvalning att bli?"
Fel fråga!

Rätt fråga är:
"Jag behöver en avsvalning från en given temperatur till 40ºC, hur får jag till det vid uteslutande att använda tid som parameter och ändå får en noggrannhet på ±3%?"

Eftersom yttre förutsättningar. temp, kan vara olika från gång till gång så har
timern tiden från 80 grader ner till 75 grader på sig att mäta de yttre förutsättningarna
och då vid 75 grader presentera en beräknad förutsägelse om hur lång tid det tar för
att exempelvis nå 40 grader och då kan man välja den tiden i menyn.

I gamla bilar fanns det blinkrelä som hade bimetall som värmdes upp och böjde sig, då bröts strömmen till uppvärmningen, sen svalnade bimetallen och åter gav kontakt.
Lite samma princip som du tänkte dig med vattenvolym som svalnar och tar en viss tid på sig.

Clas Olsson hade också blinklampor med inbyggd bimetall, med E10 gänga.

Då avsvalningen som sagt var till största delen är exponentiell, så kan man väl använda samma formler som för en RC-krets. Jag tror det är svårt att komma närmare än så utan att krångla till det.

4kTRB skrev: ↑31 mars 2024, 21:23:28 Eftersom yttre förutsättningar. temp, kan vara olika från gång till gång så har
timern tiden från 80 grader ner till 75 grader på sig att mäta de yttre förutsättningarna
och då vid 75 grader presentera en beräknad förutsägelse om hur lång tid det tar för
att exempelvis nå 40 grader och då kan man välja den tiden i menyn.

Om omgivningstemperaturen är 39 eller 41 grader spelar inte så stor roll, tiden från 80 till 75 grader kommer var rätt lika.
Om omgivningen är 41 grader kommer kurvan att plana ut och aldrig nå 40 grader. Då är förutsägelsen att tiden är oändlig.
Ju lägre omgivningstemperatur och där värme avleds effektivt utan att värma upp sin egen omgivning , ju mer linjär blir kurvan.
Om omgivningen är 40 grader kommer inte heller 40 grader nås eftersom man hela tiden bara kommer ett snäpp närmare i avsvalningstemperatur men aldrig når ända fram.

Du kan värma en burk vatten på spisen och själv mäta och logga tabeller på hur avsvalningskurvan ser ut. Jämför om burken svalnar ståendes på en kall spisplatta som absorberar en del värme eller någonstans där luften rör sej lite, t.ex. fönsterdrag. Jämför med ett helt vindskyddat utrymme där burken står på något värmeisolerande som hindrar burken att avge värme genom bottendelen vilket kommer påverka hur fort avsvalningen går i början och i slutet.

Det påminner om ett försök där man försökte mäta sej fram hur mycket vatten och hur varmt det skulle värmas till på spisen för att sedan stänga av spisen och därefter få ett ägg lagom kokt när det stoppas ned i kastrullen som då bara har eftervärme i det avsvalnande vattnet. Ägg-storlek och utgångstemperatur på ägget är ytterligare faktorer.
Med detta resultat vill man jämföra energi-kostnaden relativt att placera ägget i kastrull med kallt vatten och sedan värma kastrullen och finna det alternativ som kostade mest energi, att vänta tills vattnet kokar och sedan släppa i ägget och fortsätta koka tills ägget var färdigt.
Slutligen försökte man ta fram en matematisk formel för de viktigaste faktorerna så att man skulle kunna beräkna och optimera energi-förbrukningen för x antal ägg i y mängd vatten, värmd till z antal grader och sedan välja eftervärme eller att placera äggen i kastrullen redan från början i det kalla vattnet, stänga av kokningen i förtid för att därefter maximalt utnyttja eftervärmen.

Ett sätt att påtagligt minska energikostnaden för allt man kokar på spisen är att använda kastruller med värmeisolerade sidor och lock. Ni använder väl inte oisolerade kastruller och blåser ut en massa värme genom köksfläkt och ventilation?

Om man ändå vill ha lite extra värme i köket så kan man alternativt stänga köksventilationen men här skulle man kunna spara in ett olje/vind/sol/kärn-kraftverk om alla började använda värmeisolerade kastruller.

4kTRB skrev: ↑31 mars 2024, 07:10:17 Hur pass exakt skulle man kunna få en timer baserad på avsvalning att bli?
Till exempel om man värmer upp en kastrull

Varför just en kastrull? Det är är betydligt enklare att värma en termistor. Det är också enklare att mäta temperatuen på en termistor. Det finns termistorer som är ingjutna i glas. Varför inte prova med en sådan. Om du placerar din glastermistor i en kristallugn. Kommer Du förmodligen att få stor noggranhet. Timerns komplexitet är stor.

Jag tolkar det som att det handlar om att förutsäga hur lång tid avsvalningen tar genom att mäta ett par gånger i början och sen kunna räkna ut hur lång tid det tar tills temperaturen hamnat på t.ex. 40 grader.

Om där tänker jag som sagt var att man borde kunna approximera genom att använda samma formler som för RC-nät. Genom att mäta tiden mellan två olika temperaturer i början får man fram en tidskonstant för avsvalningen och kan räkna ut hur lång tid det kommer att ta till en annan temperatur.

Värmeöverföringskoefficienten beror på temperaturen. Luftens densitet, viskositet och värmeledningsförmåga beror på temperaturen.
Ett vanligt RC-nät är betydligt bättre som timer.