Cuando estén hirviendo agua en una transferencia de calor de combustión de gas estufa tres mecanismos: radiación, convección y conducción. Radiación y convección principalmente ocurren entre la llama y el fondo de la caldera o sartén. También, por convección se produce cuando los gases escapan y viajan a lo largo de los lados de la caldera. La conducción ocurre donde el fondo de la tetera toca su apoyo.
Cuando el gas está en potencia mínima (llama pequeña) los gases de combustión tienen más tiempo para transferir su calor (por convección) en la olla frente a una situación donde el gas es a máxima potencia (llama grande). Por otra parte, las pérdidas de conducción a través del apoyo de la caldera pueden ser menor. Este Instructable aborda la cuestión de si la eficacia de una pequeña llama es mayor que la eficiencia de una llama grande.
La hipótesis probada en este Instructable es: con una pequeña llama tendrá menos energía (es decir menos gas) para llevar agua a ebullición que toma con una llama grande. (La respuesta a esta hipótesis se puede encontrar en el paso 2)
Es la pregunta de bono: ¿Cuál es la eficiencia energética media de agua hirviendo sobre una estufa de gas? (La respuesta a esta pregunta de bonus puede encontrarse en el paso 3)
No parte de la pregunta inicial de investigación es si la cantidad de agua en la Hervidora de agua influye en la eficiencia del proceso. Pero este fue uno de los inesperados resultados de los experimentos. (La respuesta a esta segunda pregunta de bonus puede encontrarse en el paso 4, que también incluye una discusión sobre la configuración de prueba)
Para probar la hipótesis anterior diez experimentos fueron realizados, cinco a la mínima potencia y cinco a la máxima potencia. En ambas cantidades de series de 200 g, 400 g, 600 g, 800 g y 1000 g (oz 7,1 14,1 oz, oz 21,2, 28,2 onzas y 35,3 onzas) fueron llevados a la temperatura de ebullición. La masa es precisión de +-1 g (+/-0,035 onzas). Los cinco lotes de agua a cada uno agregar a 3000 g (+/-5 g) o oz 105,8 (+/-0,2 oz).
El promedio a partir de la temperatura del agua era de 13° C (55,4 ° F) y la temperatura ambiente promedio fue de 19° C (66,2 ° F). El tiempo necesario hasta alcanzar la temperatura de ebullición (100° C o 212° F) se determinó acústico desde el hervidor de agua de canto en el que se realizaron los experimentos. Tiempo se mide en segundos utilizando un cronómetro.
Paso 5 en este Instructable hace una sugerencia para la labor futura: el diseño de una caldera de condensación para capturar el calor latente en los gases de combustión.
En el paso 6 se han documentado algunas experiencias desde la creación de los gráficos de este Instructable usando Plotly (una herramienta de graficación y análisis colaborativo de datos). Los gráficos están disponibles en www.plot.ly/~openproducts.
Paso 7 finalmente dedica algunas palabras a la licencia CC BY de este Instructable.
Mensaje
Al traer agua a la temperatura de ebullición es importante exactamente la cantidad necesaria de calor: hervir dos veces el volumen de medio de agua que se necesita que la mitad de la energía va por el desagüe inmediato. Por otra parte, la cocción toma más tiempo. El proceso de ebullición parece ser más eficientes con un mayor nivel de agua: usando un pequeño hervidor de agua o pan y llenando completamente son más eficiente (y por lo tanto más rápido) que uno más grande que es, sobre todo, vacío. Finalmente, es de importancia clave para cerrar la tapa de la olla durante el proceso para evitar pérdidas de energía por evaporación y convección. Los gráficos en este Instructable han sido generados usando Plotly, que es un ambiente profesional y conveniente basada en navegador gráficos, ideal para compartir datos.
Openproducts lanzado previamente otros Instructables que eficiencia energética y la reducción de gas natural consumo abordó: un bandido - mezclador toque rediseñar (CC BY, 14 de junio de 2013) y ahorro de energía por dejar Stand-by uso de energía en calderas Combi a través de interruptores remotos (CC BY, 30 de julio de 2012).
La liberación de este Instructable (y todos los demás) se ha anunciado en Twitter.
