Villanyrezsón miért nem fő le rendesen a 12 személyes kotyogóban a kávé?

Rossz a hővezetés a kávéfőző és a rezsó között. Például kicsit deformálódott a kávéfőző alja, és nem pontosan sík, vagy rozsdás a rezsó felszíne, esetleg alákerült egy kis szemét, például elszenesedett ételmaradék. A gázlángnál ilyen probléma nem lehetséges, ezért azzal jól működik. Próbáld meg tisztára, fényesre, simára csiszolni a kávéfőző alját és a rezsó felületét is.

Az alumínium jó hővezető. Ha csinálsz vagy csináltatsz a rezsó fűtött felületével azonos méretű vastagabb (3 mm vagy több) alumínium lapot simára és síkra csiszolt felülettel, és a rezsó és a kávéfőző közé teszed, megoldódhat a problémád.

Ez az alumínium lap rajta maradhat főzés közben is, ott is jobb hővezetést biztosít a főzőedény alja és a rezsó között.

#11 Ha már a rezsó főzőlapja és a kávéfőző közötti hőtranszportot vizsgáljuk, tisztázzunk már néhány alapvető dolgot!

1.Hővezetés nem két felület között van, hanem az anyag belsejében, amely az anyagot alkotó részecskék mozgásából (Brown mozgás) eredeztethető.

2.Két felület között hőellenállás lehet, tehát egy olyan kontakt amely a hőátvitelt rontja. Az általad javasolt alumíniumlap pont ilyen. Az alumíniumlap hiába jó hővezető, a felső, kávéfőzőhöz csatlakozó felülete mindig alacsonyabb hőmérsékletű lesz mint a rezsó felé eső felülete... Ld. hővezetés sík lapban, a hőmérsékleteloszlás lineárisan csökken a vastagság mentén!

De! Ez még mindig csak egy közelítés, a valóságban az alulap további hőt ad át oldalirányban a levegőnek (és természetesen az edény kis fenéklap terület végetti rezsófelület kihasználatlan felületein keresztül, ld. 10.válasz).

Abban egyébként jól tapogatóztál hogy a felületek minősége is fontos, nem tökéletes az érintkezés, de a plusz alulappal megkétszerezed az érintkező felületek számát, ami a hőátvitel további romlását vonja maga után.

Végül megjegyzem, a plusz alulap hőkapacitása nem elhanyagolható, jelentős kihatással bír az időbeli melegedési (és lehűlési) folyamatra, vagyis a hővezetéstől és az érintkező felületektől függetlenül növekszik a felmelegítés ideje (és ezáltal az energiaigénye).

Szóval az alumíniumlap nem oldja meg a problémát!

Két jó megoldás van ugye, amely korábban felmerült:

1.A kávéfőzőt nem középre, hanem a szélére kell rakni.

2.Felületi arányok javítása, ld. 10.válasz. Pl. a szélére kell tenni körben 2-3db kisebb kávéfőzőt. 2-3 kisebb kotyogós használata körberakva a rezsó peremén jóval gazdaságosabb mint egy nagy, magas kávéfőző!

2-3 kávéfőző?

akkor inkább be kell vezetni a gázt, gáztűzhely

:)

#12

1./ Nem vitatja senki, hővezetéssel terjed a hő az anyagban.

2./ Két felület között hőellenállás van, ami valóban rontja a hő transzportot. De, nem figyeltél, én simára és síkra csiszolt felületről beszéltem, pont azért, hogy jó legyen a hőátadás. Ha a rezsó felőli felülete jobban érintkezik az alu lappal, akkor magasabb lesz a hőmérséklete, amitől jó hővezető révén a kávéfőző felőli oldala is melegebb lesz. Az alu lap kiküszöböli azt a problémát is, hogy a rezsó közepe hidegebb, elosztja a hőt, középen is lehet a kávéfőző.

3./ A rezsófelület kihasználatlan részén ugyanúgy szökik a hő alu lappal és nélküle is. A levegőnek átadott hő esetén nem jelentős a különbség, hogy alu vagy vasról van szó, ez sokkal inkább a légmozgás függvénye. A levegő jó hőszigetelő, ezért ezt veszteséget a légmozgás korlátozásával lehetne csökkenteni. A hősugárzás viszont a rezsó sötétebb színű felülete miatt nagyobb, mint a világos színű alumíniumnál. Ezért a világos színű alulappal letakarva csökken a sugárzási veszteség.

4./ Abban, hogy nőhet a felmelegedés ideje, igazad van, az alu lap is vesz fel hőt. De ha jó a hőátadás a rezsó és az alulap között, akkor az alu lap használata esetén akár rövidebb is lehet ez az idő. Következésképpen minden olyan, ami javítja a hőátadást, és elosztja az egyenetlenségeket, jó hatással van. És a fogyasztást is csökkentheti azáltal, hogy rövidebb idő alatt lefolyik a kávé, így kevesebb hő kerül a levegőbe.

Mindezt gyakorlatból tudom, csak nem kávét főztem, hanem ónt olvasztottam.

Egyébként látom, hogy figyeltél fizika órán, fogadd őszinte dicséretemet. Kevesen tudtak volna ilyen alapjaiban helyes, csak apróságokban nem átgondolt választ adni.

#14

Az 1-es pontodhoz: Azt írtad #11-ben hogy "Rossz a hővezetés a kávéfőző és a rezsó között". Ez így rossz, ott nem hővezetés van, hanem hőellenállás.

A 2-es pontodhoz: a simára és síkra csiszolt felület csak elméletben létezik. 200mm átmérőben borzasztó bonyolult és nehéz ilyet előállítani. Esztergán lapkás késsel egy komoly CNC gépen is legfeljebb IT5-ös pontosságot tudsz elérni, és a tárcsa közepén kb. 50mm átmérőn belül ennél rosszabb lesz a minőség mert ott a fordulatszám lesz állandó nem pedig a vágósebesség...

Köszörülni meg alumíniumot ugye nemnagyon lehet, kenődik is, a mágnesasztalra való rögzítés sem lenne sikeres (plexit is ragasztják kétoldalúval, nincs is nagy pontosságú gyártás).

Persze van spec. csiszolási eljárás és mégfinomabb felületjavítás (leppelés, ultrahangos technológia, stb.) ezek speciális gépparkot igényelnek és igen időigényes, költséges eljárásokról beszélünk...

Megemlítendő, kétséges hogy az alulap aljának síknak kell lennie. A főzőlapfelület gyakran barázdált koncentrikus körökkel, szóval inkább ennek a negatívja kéne...

" Ha a rezsó felőli felülete jobban érintkezik az alu lappal, akkor magasabb lesz a hőmérséklete, amitől jó hővezető révén a kávéfőző felőli oldala is melegebb lesz."

A rezsó felülete nem lesz melegebb attól hogy alulapot raksz rá! Csak úgy lehet melegebb ha a villamos hőteljesítményt (P=I^2*R) növeljük.

Nézz utána annak hogy hővezetés sík lapban. Elsiklottál efölött! Az aluminiumlap felső lapja csak alacsonyabb hőmérsékletű lehet mint az alsó lap!

A hőelosztásban igazat adok, de tegyük hozzá, ez további hőmérsékletcsökkenés árán mehet csak végbe, miután középre hő áramlik a külső részből.

3-as ponthoz. A levegőnél nem a hőszigetelés a fontos, hanem a diffúzió ezt nem tudod megszüntetni. A rezsólap hőmérséklete és a levegő hőmérsékletének a különbsége a fontos. Ezzel arányos a hőáram, arányossági faktor a hőátadási tényező (W/m^2/K).

A hősugárzás teljesen irreleváns, a veszteségek legkisebb része adódik ebből, ugye ott negyedik hatványok vannak a hőmérsékletben, Stefan-Boltzman, emissziós tényező, stb.

4-es pont. A felmelegedési idő csak nőhet. Ez egy tranziens (időfüggő) hőtani jelenség, amelyet nem szoktak megérteni. Olyan mintha egy nagy tömegű testet akarsz mozgásba hozni konstans mozgató teljesítménnyel. Idő kell hozzá. Hőtanban a hőkapacitás (C=c*m, ahol c=fajhő [J/kg*K] és m=tömeg [kg]) az a paraméter amely a tranziens jelenség időállandóját meghatározza. Cserépkályhát is több óra felmelegíteni pont azért mert nagy a hőkapacitása, és ez a hővezetéstől teljesen független.

Hővezetés=W/m/K, hőkapacitás=J/K teljesen két különálló rendszerparaméterről van szó, sajnos sokan keverik és nem értik a különbséget!

#15

1./ Igazad van, nem figyeltem, hőátadás a helyes kifejezés. De a lényegen nem változtat, ha kisebb a hőellenállás, gyorsabban átmelegszik, és kisebb a hőlépcső a főzőlap és a melegítendő test között. Nem kell mondjuk 120 (a számokat csak hasra ütésre választottam, mert ez a hőellenállás függvénye) fokosnak lenni a a főzőlapnak, elég lehet a 105 fok is, hogy a kávéfőző elérje a 100 fokot. Még energiát is spórolunk vele, mert a főzőlap tömegét nem kell 15 fokkal nagyobbra melegíteni. Helyes amit írtam, az alulap és a kávéfőző melegebb lesz, ugyanakkora rezsóteljesítmény mellett, annak árán, hogy a rezsó kisebb hőmérsékletű, mert elég, ha csak 105 fok. És gyorsabban is átmelegszik.

2./ Nagyon egyszerű, pont az alu képlékenységét kihasználva sima felületű sík alumínium lapot gyártani. Csak előbb gondolkodni kell, mielőtt esztergálni kezdenél. Mi két sík acél felület között présgéppel összenyomattuk egy céggel, akinek volt megfelelő gépe. Pillanatok alatt legyártották.

3./ Senki nem vitatta, hogy az alu lap rezsó felőli oldala melegebb, mint a kávéfőző felőli. De számolj utána, jelentéktelen a különbség az átmenet hőellenálláson fellépő különbséghez képest. Egy szó mint száz, a hőellenállás csökkentése javít a legtöbbet a helyzeten

4./ Abban igazad van, hogy a hősugárzás sem egy jelentős tényező. A negyedik hatvány nem csökkenti, hanem fokozza a hősugárzást, de még így sem jelentős.

5./ Emlegetted a diffúziót, ezt pont úgy tudod csökkenteni ahogy írtam, akadályozod a légáramlást. Ha nincs légmozgás, nincs a levegőben hőmérséklet különbség, a diffúzió egyforma oda-vissza. Ezen alapul például a hungarocell jó hőszigetelése, a légbuborékok be vannak zárva, nem tudják „elvinni” a hőt, azaz hidegebb levegőnek átadni.

6./ A felmelegedési időről már írtam, gondold át. Ha kevésbé kell felmelegednie a főzőlapnak, hogy felforrjon a víz, mert a jó hőátadás miatt kisebb a hőlépcső a különböző anyagok között, az rövidebb idő alatt is megtörténhet. Az, hogy a főzőlapnak kevésbé kell felmelegedni nyereség, az alu lemez felmelegítése veszteség, az eredmény a kettő különbsége, ami a méretektől függ, de várhatóan nyereség, mert az alu tömege jelentősen kisebb a főzőlap+fűtőszál+a kerámia szigetelés tömegénél.

7./ Az ón olvasztásról – ugyanez volt az eset, egy bizonyos hőfokra kellett melegíteni, és ott tartani. A kávéfőzés is ilyen, kicsivel 100 fölé melegíteni, és azon tartani amíg elpárolog a víz.

Egy kísérlethez folyékony fémre volt szükségünk. Olyan ón ötvözet volt, ami 142 fokon olvadt, ezért volt rá esély, hogy egy fém fazékban sikerül. Hogy jobb legyen a hőátadás a fazék és a rezsó között, oda gyártattunk sajtológéppel alu lapot. Bevált. Az ónt folyékonyan is kellett tartani órákon át. Rásegítettünk ugyan egy forrasztólámpával az olvasztásra, de amikor ezt elvettük, szép lassan visszafagyott az ón. Alumínium lappal megolvadt, és folyékony is maradt.

Amikor éppen nem használtuk, a légmozgás csökkentése érdekében letakartuk az egészet egy fém edénnyel, azt meg üveggyapot paplannal, így egész nap folyékonyan tudtuk tartani.

Később még módosítottunk rajra, vékony, hajlékony réz lemezből csináltattunk egy belül üreges 3 mm vastag korongot. Megtöltöttük egy 75 fok körül olvadó ón-kadmium ötvözettel, és leforrasztottuk ezüsttel. Azért ezüsttel, mert ezen a hőmérsékleten az még nem olvad, nem tudott kifolyni az ón. Ezt tettük a főzőlapra, megolvadt benne a kadmium, és a rézlemez vékonysága miatt nem teljesen sík felületek esetén is jó maradt az érintkezés, felvette a felületek alakját, és ezzel javította a hőátadást.

#17 Köszönöm a korrekt leírást, a helyes szóhasználat egyértelművé tette hogy mire gondoltál. Tehát lényegében a főzőlap és az edény közötti hőellenállást kicseréltétek egy kisebb hőellenállásra.

Továbbá gyakorlatilag csináltatok egy házilagos hőkamrát.

Amúgy hővezető pasztával nem próbálkoztatok? Azoknak a hővezetési tényezője legalább egy nagyságrenddel kisebb mint az alumíniumé, és létezik olyan paszta, amely 200°C fölött is használható.

A beriliumoxidos hővezető pasztával az volt a gondunk, hogy ilyen hőmérséklet mellett már elég híg volt, vékony rétegben csak kisebb egyenetlenségeket lehetett kitölteni, vastagabb hézag esetén kinyomódott, amit az ón nagy súlya még fokozott is. Azt is két fémlap közé kellett volna zárni, mint ahogy a kadmiumos alacsony olvadáspontú ónnal tettük.

Próbáltuk még az autóiparban használt ezüstpor tartalmú kenőzsírral is, ami elvileg 1400 fokig hőálló. Nem volt olyan jó hővezető, mint a beriliumos, és a halmazállapotával az elkenődésével, nehézkes letakarításával, és az árával is volt problémánk.