Simulation der Leistung eines Heizelements

Diese interaktive Anwendung ermöglicht es, die Gleichgewichtstemperatur und den Strahlungswirkungsgrad eines Heizelements in Abhängigkeit von seiner Gesamtleistung, Fläche, Emissionsgrad und dem Konvektionskoeffizienten zu bestimmen.

Die Berechnung basiert auf der folgenden stationären Energiebilanz:

$$ P_{in} = \varepsilon \sigma T^4 + h (T - T_{amb}) $$

wobei:
• \( P_{in} \): spezifische Eingangsleistung [W/m²]
• \( \varepsilon \): Emissionsgrad des Heizelements
• \( \sigma \): Stefan–Boltzmann-Konstante (\(5.67\times10^{-8}\) W/m²·K⁴)
• \( h \): Konvektionskoeffizient [W/m²·K]. Angenommen 14 W/m²·K
• \( T \): Gleichgewichtstemperatur [K]
• \( T_{amb} \): Umgebungstemperatur [K]. Angenommen 295 K

Zusätzlich zur thermischen Berechnung prüft die App, ob die verfügbare Leistung ausreicht, um eine gegebene Grillfläche zu erhitzen, und stellt eine energetische Bilanz zwischen Strahlung, Konvektion und Eingangsleistung dar.

Eingabeparameter