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Il flusso termico, o carico termico di superficie è uno dei parametri fondamentali che caratterizzano il funzionamento di una coil.
Per capire esattamente cosa rappresenta, vi propongo un esempio più facilmente comprensibile basato sull'acqua che bolle in una pentola. Guardate bene l'immagine che segue
Nella figura in alto c'è una pentola sul fuoco piena di acqua che bolle. La quantità di calore Q che viene fornita ogni secondo dipende da quanto gas date, esattamente come succede in una box in cui regolate la potenza P. Indichiamo V la quantità di vapore prodotto in un secondo. Quando l'acqua bolle si formano sul fondo della pentola delle piccole bolle di vapore e appena diventano sufficientemente grandi, si staccano per risalire. Nella zona del fondo occupata da una bolla, non c'è più il contatto acqua-fondo e pertanto la temperatura può salire sopra i 100°C. Ma si tratta di una zona piccolissima che dura un tempo breve (finché la bolla si stacca, qualche frazione di secondo) e pertanto l'innalzamento temporaneo e localizzato di temperatura è irrilevante.
Se alzate il gas (figura in centro a sinistra), diciamo che raddoppiate la quantità di gas, raddoppia anche il calore fornito (2 Q), si formeranno più bolle e saranno anche più grandi e e raddoppia la quantità di vapore prodotto (2 V).
Questa proporzionalità tra calore fornito e vapore prodotto non può essere mantenuta indefinitamente. Infatti (figura in centro a destra), se alzate troppo il gas, diciamo 4 volte quello iniziale, produrrete 4 Q di calore ma solo 3 V di vapore e, quel che è peggio, surriscalderete il fondo della pentola ed il vapore oltre i 100 °C. Se sul fondo della pentola si depositano i residui solidi eventualmente contenuti nell'acqua, questi rischiano di carbonizzare a causa del surriscaldamento.
Come evitare il surriscaldamento e produrre una quantità 4V di vapore? Semplicissimo, basta cambiare pentola ed usarne una dal fondo più largo e cioè di superficie maggiore.
In altri termini, attraverso una superficie S (l'area del fondo) non possiamo scambiare una qualsiasi quantità di calore nell'unità di tempo ma ci sono dei limiti oltre i quali si verifica il surriscaldamento.
Il rapporto tra la quantità di calore scambiata attraverso la superficie in un secondo e l'area della superficie è il flusso termico
F = Q/S
e si misura, ad esempio, in Watt su centimetro quadrato [W/cm2].
Per tornare ai nostri interessi, la superficie del fondo della pentola corrisponde alla superficie esterna della coil e la quantità di calore nell'unità d tempo corrisponde con la potenza di erogazione. L'acqua rappresenta il liquido.
Una coil può funzionare bene solo se il flusso termico è compreso in un certo intervallo, all'incirca compreso tra 15 W/cm2 e 50 W/cm2.
Una coil che ha superficie esterna di 50 mm2 (8 spire AWG 30 con ID = 2 mm) ovvero 0.5 cm2 potrà funzionare con una potenza compresa tra 7.5 e 25 W. Se andate sotto non evaporerà nulla, se andate sopra tenderà a bruciarsi.
In realtà i questi limiti sono fisici ed i limiti reali sono più stretti e dipendono anche dai gusti e dal tipo di liquido che si svapa. Io, ad esempio, trovo soddisfacente l'intervallo di flusso tra 20 e 35 W/cm2 con i valori inferiori per i fruttati e quelli superiori per i tabaccosi.
Ma, indipendentemente dai gusti, se progettate una coil per un flusso di circa 25 W/cm2 non sbaglierete mai, a patto che il sistema di trasporto del liquido possa stargli dietro. Ad esempio un KFL+ è progettato con una certa capacità di trasporto (portata) e per quanto bene realizzate la wick, non potrete alimentarlo a più di 20/25 W che altrimenti andrà a secco.
Per una guida approfondita si veda qui: [GUIDA] Il progetto delle coils
Per capire esattamente cosa rappresenta, vi propongo un esempio più facilmente comprensibile basato sull'acqua che bolle in una pentola. Guardate bene l'immagine che segue
Nella figura in alto c'è una pentola sul fuoco piena di acqua che bolle. La quantità di calore Q che viene fornita ogni secondo dipende da quanto gas date, esattamente come succede in una box in cui regolate la potenza P. Indichiamo V la quantità di vapore prodotto in un secondo. Quando l'acqua bolle si formano sul fondo della pentola delle piccole bolle di vapore e appena diventano sufficientemente grandi, si staccano per risalire. Nella zona del fondo occupata da una bolla, non c'è più il contatto acqua-fondo e pertanto la temperatura può salire sopra i 100°C. Ma si tratta di una zona piccolissima che dura un tempo breve (finché la bolla si stacca, qualche frazione di secondo) e pertanto l'innalzamento temporaneo e localizzato di temperatura è irrilevante.
Se alzate il gas (figura in centro a sinistra), diciamo che raddoppiate la quantità di gas, raddoppia anche il calore fornito (2 Q), si formeranno più bolle e saranno anche più grandi e e raddoppia la quantità di vapore prodotto (2 V).
Questa proporzionalità tra calore fornito e vapore prodotto non può essere mantenuta indefinitamente. Infatti (figura in centro a destra), se alzate troppo il gas, diciamo 4 volte quello iniziale, produrrete 4 Q di calore ma solo 3 V di vapore e, quel che è peggio, surriscalderete il fondo della pentola ed il vapore oltre i 100 °C. Se sul fondo della pentola si depositano i residui solidi eventualmente contenuti nell'acqua, questi rischiano di carbonizzare a causa del surriscaldamento.
Come evitare il surriscaldamento e produrre una quantità 4V di vapore? Semplicissimo, basta cambiare pentola ed usarne una dal fondo più largo e cioè di superficie maggiore.
In altri termini, attraverso una superficie S (l'area del fondo) non possiamo scambiare una qualsiasi quantità di calore nell'unità di tempo ma ci sono dei limiti oltre i quali si verifica il surriscaldamento.
Il rapporto tra la quantità di calore scambiata attraverso la superficie in un secondo e l'area della superficie è il flusso termico
F = Q/S
e si misura, ad esempio, in Watt su centimetro quadrato [W/cm2].
Per tornare ai nostri interessi, la superficie del fondo della pentola corrisponde alla superficie esterna della coil e la quantità di calore nell'unità d tempo corrisponde con la potenza di erogazione. L'acqua rappresenta il liquido.
Una coil può funzionare bene solo se il flusso termico è compreso in un certo intervallo, all'incirca compreso tra 15 W/cm2 e 50 W/cm2.
Una coil che ha superficie esterna di 50 mm2 (8 spire AWG 30 con ID = 2 mm) ovvero 0.5 cm2 potrà funzionare con una potenza compresa tra 7.5 e 25 W. Se andate sotto non evaporerà nulla, se andate sopra tenderà a bruciarsi.
In realtà i questi limiti sono fisici ed i limiti reali sono più stretti e dipendono anche dai gusti e dal tipo di liquido che si svapa. Io, ad esempio, trovo soddisfacente l'intervallo di flusso tra 20 e 35 W/cm2 con i valori inferiori per i fruttati e quelli superiori per i tabaccosi.
Ma, indipendentemente dai gusti, se progettate una coil per un flusso di circa 25 W/cm2 non sbaglierete mai, a patto che il sistema di trasporto del liquido possa stargli dietro. Ad esempio un KFL+ è progettato con una certa capacità di trasporto (portata) e per quanto bene realizzate la wick, non potrete alimentarlo a più di 20/25 W che altrimenti andrà a secco.
Per una guida approfondita si veda qui: [GUIDA] Il progetto delle coils
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