No niin, nyt on taulukkokirja kädessä, joten jatketaan laskuharjoituksia.
Valitettavasti MAOL ei tunne minkäänlaisen höyryn ominaislämpökapasiteettia, ja sen kauempaa en jaksa ruveta kaivelemaan. Eli helppoa vastausta ei nyt löydy...
Sen sijaan asiaa voisi ajatella niin, että meidän pitää lämmittää maito tietyssä ajassa ja laskea paljonko siihen tarvitaan tehoa.
Tehtävä: desi maitoa, 30 sekuntia aikaa, lämmitys 5C -> 80C asteeseen, siis 75C astetta lämpimämmäksi.
Aluksi oletetaan että maito on vettä. Veden ominaislämpökapasiteetti on 4,2 kJ/(kg * K).
Energiaa tarvitaan siis:
4,2 kJ/(kg * K) * 0,1 kg * 75K = 31 500 J
Joka vastaa:
31 500 J = 0.00875 kWh = 31.5 kWs
Tämän energian tuottaminen 30 sekunnissa vaatii seuraavan tehon:
31.5 kWs / 30s = 1,05 kW.
Lukema vaikuttaa aika oikealta. Nimittäin kun ajattelen omaa konetta, niin lämmityselementti kytkeytyy päälle muutama sekunti vaahdotuksen aloittamisen jälkeen ja sammuu kun vaahdotus loppuu tai vähän jälkeen. Eli on about vaahdotusta vastaavan ajan päällä. Elementin teho on 1,2 kW, mikä siis täsmää melko lähelle.
Kilowatti on varsin paljon. Meillä on esimerkiksi lämminilmapuhallin, jonka teho on 1,2 kW. Puhallin on halkaisijaltaan ehkä 20 cm ja ilma virtaa sen läpi kohtuullisen laiskasti, mutta jos kaiken ohjaisi ohueen pilliin, niin kyllä siinä olisi jo aika reilu paine. Lentelisi maidot seinille...
Mietitäänpä vielä energiamäärää kuumana ilmana. Ilman ominaislämpökapasiteetti on 1 kJ / (kg * K). Maidon ja ilman lämpötilaero on 120C - 5C = 115C. Ratkaistaan massa, kun energia 31 500 J:
31,5 kJ / ( 1 kJ / (kg * K) * 115K ) = 0,27 kg
Jos ilma olisi normaalilämpöistä, vastaisi tuo 0,27 kg / 1,3 kg/m3 = 0,21 m3 = 210 litraa ilmaa. Kuumaa ilmaa menee vielä enemmän, mutta MAOL ei kerro ilman tilavuuden lämpötilakerrointa.
Eli ehkäpä ei vielä sitä patenttihakemusta sisään...