Probar una taza térmica casera en una transición de fase

→ La primera parte

Un thermomug no es un termo. Su tarea no es preparar una rosa de perro, sino garantizar una temperatura cómoda de la bebida. Esto significa: enfriamiento rápido de una bebida caliente recién preparada (de 95-80 ° C a 65-60 ° C). Y luego mantenga la temperatura el mayor tiempo posible.
Dado que el agua tiene una capacidad calorífica muy grande, la solución a este problema mediante el método de "masa" conduce a un peso excesivo de la taza. La solución puede ser usar una transición de fase.


El principio de funcionamiento de la termomuga en la transición de fase. Imagen tomada de Joeveo.

Primero, el material en las paredes elimina el exceso de calor de la bebida, pasando a la fase líquida. Luego, cuando la bebida se enfría por debajo de la temperatura de cristalización del relleno, el relleno se solidifica y emite calor.

Como tenía una taza térmica rota, se decidió probar una transición de fase. Bueno, para aquellos que querían comenzar con esta idea: la noticia (buena para compradores potenciales y mala para vendedores potenciales): todo ya ha sido robado, inventado antes que nosotros.

Revisar

Una búsqueda en Internet arrojó varios resultados para "thermomugs de transición de fase".


Ascua por $ 150. Por extraño que parezca, en su oficina. información del sitio web menos.


Joeveo por $ 40.


$ 40 Prolong .


Thero por $ 60


Lexo por $ 38-44 dependiendo del peso.

Todos los proyectos enumerados anteriormente utilizan el mismo principio de transición de fase, descrito en 2009. Instituto Fraunhofer (Fraunhofer IBP). Me pregunto cómo van las cosas con las patentes, dado que algunas compañías están demandando incluso por las esquinas redondeadas del caso.

Es de destacar que la mayoría de los fabricantes de termomugs en la transición de fase en sus "gráficos milagrosos" muestran la temperatura de vertido - 80 ° . Prolongar - 75 ° C. Ember no se muestra en absoluto. Y solo Thero vierte agua de una tetera hirviendo (y esto es solo 95 ° C). Enfriar una bebida a 15 ° C o 35 ° C es una buena diferencia.

Asamblea

Pero primero, desmontaje.

Como puede ver en la foto, los insidiosos ingenieros chinos colocaron un par de minas para mantener la temperatura de la bebida.

1. Los lados del cristal interior durante un centímetro entero sobresalen por encima del plástico.
2. El tornillo de fijación crea un puente térmico con una copa de metal exterior inferior.


Taza térmica desmontada.

Desafortunadamente, no tengo un producto ecológico, con un punto de fusión de exactamente 58 grados, con un alto calor de fusión del material, pero hay velas de mis camaradas suecos.


Velas de Ikea.

Primero, el volumen requerido de relleno se midió por desplazamiento de agua. Luego se prepara la masa fundida. Derretimos velas en un baño de agua. Son convenientes porque son fáciles de dosificar.


Derritiendo velas en un baño de agua.

Llénelo, inserte el vidrio interior, apriete el tornillo de fijación: la taza térmica está lista en la transición de fase.


Parafina congelada entre las paredes de la termocopa.

Medidas

Como compararemos la taza con los modelos disponibles en el mercado, llenaremos el agua con la misma temperatura: 80 ° C. Vierta agua caliente y vea cómo la parafina se derrite en las paredes.


La fusión de parafina es la misma transición de fase.

El gráfico es una comparación de la termocup inicial con su conversión en una termocupla en la transición de fase.


Comparación de un termomug convencional y un termomug en una transición de fase.

Se obtiene un enfriamiento rápido, pero la retención de temperatura es regular. Se añadió parafina al puente térmico desde el tornillo, que llenaba el espacio entre las paredes. Además, la parafina fortaleció la transferencia de calor al tornillo: si antes el contacto era solo en el lugar de fijación de la copa interna, ahora es toda la longitud del tornillo. Y los termomugs industriales no solo no tienen tales errores de cálculo, sino que tienen paredes de tres capas.

Resultados

Intervalos de enfriamiento

Sigo contando, como en la primera parte, de 60 a 55 ° C. Aunque en las descripciones anteriores, para algunas termocopas, el intervalo se toma de 65 e incluso hasta 50.

El enfriamiento de esta taza casera de 55 a 50 ° C alcanza los 30 minutos. así que si toma el intervalo de 65-50 ° C, el tiempo de retención será de casi una hora (52 minutos).

Conclusiones

1. Fue posible hacer un termomugador, que se enfría de 80 a 65 ° C en 4:30, mientras que el termomug original - 19:50
2. Al mismo tiempo, el intervalo de 60 a 55 ° C es inferior a 1:30 en comparación con una termocupla convencional.
3. El intervalo de 65-60 ° y 55-50 ° todos pueden contar en el "tiempo de logro" o "tiempo de retención" dependiendo de las preferencias de temperatura.
4. Las características de diseño iniciales no permitieron extender el "tiempo de retención de la temperatura de confort"
5. Este resultado se logró a una temperatura inicial de 80 ° C. Si usa agua recién hervida (95 ° C), el resultado será completamente diferente. Para corregirlo, debe llenar menos agua, usar más parafina o un material especial como relleno.