Wanneer kokend water op de warmteoverdracht van een gasgestookte kachel drie mechanismen zijn op zijn plaats: conductie, stralingen convectie . Straling en convectie hoofdzaak plaats te vinden tussen de vlam en de onderkant van de ketel of pan. Convectie treedt ook op wanneer de rookgassen ontsnappen en langs de zijkanten van de ketel reizen. Geleiding vindt plaats waar de onderkant van de ketel haar steun raakt.
Wanneer het gas op minimale kracht (kleine vlam is) de verbrandingsgassen meer tijd hebben om hun warmte (via convectie) aan de pan ten opzichte van een situatie waarin het gas bij het maximumvermogen (grote vlam). Bovendien is de geleiding verliezen door middel van de steun van de ketel minder mogelijk. Dit Instructable behandelt de kwestie of de efficiëntie van een kleine vlam hoger dan de efficiëntie van een grote vlam is.
De hypothese getest in dit Instructable is: met een kleine vlam duurt minder energie (dat wil zeggen minder gas) om water naar de kooktemperatuur dan duurt het met een grote vlam. (Het antwoord op deze hypothese kan worden gevonden in stap 2)
De bonus vraag is: wat is de gemiddelde energie-efficiëntie van kokend water op een gasfornuis? (Het antwoord op de vraag van deze bonus kan worden gevonden in stap 3)
Geen deel uitmaken van de eerste onderzoeksvraag is of de efficiëntie van het proces van invloed op de hoeveelheid water in de ketel. Maar dit was een van de onverwachte resultaten van de experimenten. (Het antwoord op deze tweede vraag van de bonus kan worden gevonden in stap 4, die ook beschikt over een discussie over de test setup)
Als u wilt testen van de bovenstaande hypothese tien experimenten werden uitgevoerd, vijf op minimale kracht en vijf bij maximumvermogen. In beide reeksen bedragen van 200 g, 400 g, 600 g, werden 800 en 1000 g (7.1 oz, 14,1 oz, 21.2 oz, 28.2 oz en 35.3 oz) gebracht aan de kooktemperatuur. De massa is nauwkeurig tot op +/-1 g (+/-0,035 oz). De vijf water partijen toevoegen samen elk aan 3000 g (+/-5 g) of 105.8 oz (+/-0.2 oz).
De gemiddelde temperatuur van het water was 13° C (55.4° F) en de gemiddelde kamertemperatuur is 19° C (66,2 ° F). De tijd die nodig is tot het bereiken van de kooktemperatuur (100° C of 212° F) was akoestisch bepaald door het zingen Fluitketel waarin de experimenten werden uitgevoerd. Tijd werd gemeten in enkele seconden met behulp van een stopwatch.
Stap 5 in dit Instructable doet een suggestie voor toekomstige werkzaamheden: het ontwerp van een condenserende ketel te vangen van de latente warmte in de rookgassen.
In stap 6 zijn enkele ervaringen van het creëren van de grafieken voor dit Instructable met behulp van Plotly (een collaborative data-analyse en grafische tool) gedocumenteerd. De grafieken zijn beschikbaar op www.plot.ly/~openproducts.
Stap 7 besteedt ten slotte enkele woorden over de licentie CC door van dit Instructable.
Netto bericht
Wanneer de kooktemperatuur van water om is het belangrijk om te verwarmen precies het bedrag dat nodig is: meteen de afvoer kokend tweemaal de hoeveelheid water nodig betekent dat de helft van de energie gaat. Bovendien, het koken kost meer tijd. Het kookproces lijkt om efficiënter met een hogere waterstand: met behulp van een kleinere ketel of pan en het volledig opvullen is efficiënter (en dus sneller) dan een grotere die meestal leeg. Tot slot is het van cruciaal belang voor het sluiten van het deksel van de pan tijdens het proces om convectie en verdampingsemissies energieverliezen te vermijden. De grafieken in dit Instructable zijn gegenereerd met behulp van Plotly, die een professionele en handige browser-gebaseerde grafische omgeving, ideaal is voor het uitwisselen van gegevens.
Eerder uitgebracht als openproducts andere Instructables waarin energie-efficiëntie en vermindering van de natuurlijke gas verbruik was gericht: eenarmige bandiet - Mixer Tik Redesign (CC BY, 14 juni 2013) en Energy Saving door Omitting Stand-by energieverbruik in Combi ketel via externe Switches (CC BY, 30 juli 2012).
De release van dit Instructable (en alle anderen) heeft aangekondigd op Twitter.
