Trucs et AstucesJe vous ai pas parlé de la capacité thermique?

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VapeNDiy
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Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar VapeNDiy » ven. 7 juil. 2017, 00:47

la capacité thermique est la propension d'un matériau à absorber ou restituer la chaleur (là c'est restituer qui nous intéresse)

elle se mesure en J/K Joules par Kelvin

le Kelvin est une unité de température comme le °Celsius puisque 0K=-273.15° et 1K de plus c'est 1°de plus

le Joule mesure une quantité d'énergie soit des watt pendant un temps donné, par exemple 1J = 1W pendant 1 seconde = 0.5W pendant 2 secondes

donc J/K est un indicateur qui permet de savoir quelle puissance il faut, pendant combien de temps pour augmenter d' 1°

comment on la calcule cette capacité thermique? Simplement chaque matériau possède sa propre capacité thermique et elle est exprimée en fonction du poids ou du volume (pas besoin de dire que pour passer de l'un à l'autre il suffit de connaitre la masse volumique du matériau, ah ben c'est dit en fait^^)
Dans le cas de nos coils, rien de plus simple puisque l'on peut calculer le volume du coil ou son poids (l'un et l'autre sont parfois donnés dans certains calculateurs) donc on peut calculer la capacité thermique d'un coil en J/K.

mais dans la pratique ça donne quoi?
rien ou presque (merci d'avoir lu jusqu'ici, la suite va être encore mieux ... ou pas)
Bon on a un truc en J/K soit watt par seconde par degré, donc si on connait la puissance et la température à atteindre on peut donc savoir en combien de temps on y arrive? presque, car il faut prendre en compte la capacité thermique du liquide qui lui absorbe la chaleur du coil (et donc l’empêche de monter en température), il faut prendre aussi en compte la circulation (débit en volume par secondes et capacité thermique) de l'air autour du coil qui le refroidi aussi.
Simplifions le problème : pas de liquide ou capacité thermique nulle, pas de circulation d'air, si j'ai une capacité thermique de 0.01J/K (oui c'est dans l'ordre de grandeur d'un coil) que l'on va noter en milliJoules 10mJ/K, alors il me faut 10mW pendant une seconde pour augmenter la température de 1 degré, ou (ç"est là qu'on voit qui suit) avec 1W pendant 1 seconde j'augmente la température de 100 degrés ou (s'il reste un lecteur c'est bien) avec 10W j'augmente la température de 100 degrés en 0.1 seconde.

Vous voyer l’intérêt? le temps de réactivité entre quand j’appuie sur fire et quand le liquide se vaporise. Plus la capacité thermique est élevée et plus il faut de temps pour vaporiser le liquide. exemple avec 20mj/K et 10W, pour augmenter de 100 degrés il faut 0.2 secondes. Mais là on ne tiens pas compte du liquide et du flux d'air donc on ne peut calculer réellement le temps de montée en température. Par contre ça peut être un indicateur, valeur faible = montée en température rapide, valeur haute = montée en température lente (bon gros vieux coil à effet diesel)

ET l'ordre de grandeur alors?
moins de 20mJ/K = montée en température rapide (sachant que 5mJ/K est plus rapide que 15mJ/K) grosse réactivité
entre 20 et 40mJ/K = montée en température moyenne, temps de latence pas trop grand
plus de 40mj/K = on tape dans le coil diesel

comment on règle cette valeur?
avant d'en faire un critère de choix de coil, voyons comment palier à une capacité thermique trop élevée. Simple il suffit d'activer le préchauffage (comme pour un diesel, du reste). En effet en envoyant plus de watt au début de la chauffe on diminue le temps de chauffe. comme tout est linéaire si vous doublez la puissance pendant 1 seconde c'est comme si votre coil avait une capacité thermique divisée par 2, facile non?

comment peut on, par construction de coil, influer sur la capacité thermique?
Facile aussi, au début je vous ai dit que la capacité thermique d'un matériau est en J/K par poids ou volume, donc plus il y a de "matière" dans votre coil et plus sa capacité thermique augmente (par contre la résistance électrique baisse puisque c'est la conductivité qui est en volume de matière)
Un exemple : le kanthal a une capacité thermique de 3.266mJ/Kmm3 donc un coil de 6 tours sur un diamètre 2 en 28AWG a un volume de 4.81mm3 donc une capacité thermique de 3.266 x 4.81 = 15.7mj/K
le même coil en 30AWG (fil plus fin) a un volume de 2.9mm3 soit une capacité thermique de 3.266 x 2.9 = 9.5mj/K

bonus : la capacité thermique marche dans les deux sens donc si un coil chauffe vite il refroidit vite aussi.

Dangers et exercice pratique : si la capacité thermique est trop faible alors la montée en température est trop rapide donc risque de dry-hit. de plus la baisse en température est aussi très rapide donc on n'a pas le temps de voir que le coil est chaud, voir très chaud.
exercice : soit un coil en inox (6 tours, diam 2, 40AWG) dont la capacité thermique est de 1mJ/K. A 5W et 50W, combien de temps faut il pour augmenter la température de 1400° (sans circulation d'air, ni liquide, ni coton) et le voir fondre :twisted: ? non la réponse n'est pas caché là
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar zbooby » ven. 7 juil. 2017, 01:31

Si c'est bien proportionnel et si pour 10mj/K 1w pendant 1s permet de monter de 100°c alors pour 1mj/K il faut 0.1s soit 0.02 pour 5w donc 0.28s pour atteindre 1400° et du coup 0.028s pour 50...

Ce qui me paraît WTF, et si l'on regarde avec le montage de "l'exo" en ss316L on est plutôt autour des 27mj/K (27,32 plus précisément pour une résistance à 0.309o). Du coup la c'est plutôt 7.65s à 5w et du coup 0.765s à 50w... Tout ca dans un environnement autrement improbable.
Après quid des spires espacées ou non ?
Bref peut être utile pour mieux gérer le dryburn.. la finalité ?

En tous cas très intéressant :D. Merci.
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar zbooby » ven. 7 juil. 2017, 01:50

Oups my bad, j'ai mis un fil en 26 dans le calculateur au lieu de de 40 (mal lu, comme trop souvent d'ailleurs ^^).. du coup c'est même pire qu'un seul mj/K avec ce montage... C'est 0.82 !!! Avec une résistance à 6.09 ohms... Bon après celle/celui qui fait un coil comme ca est aussi proche de l'hôpital psy que des urgences :joker:
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar VapeNDiy » ven. 7 juil. 2017, 02:13

oui environnement improbable sachant que l'air se renouvelle naturellement autour du coil (l'air chaud monte aspirant de l'air frais autour du coil) c'est pour ça que la valeur est juste un indicateur de rapidité de chauffe et non un moyen de connaitre un temps de chauffe.

pour l'exo c'est 40AWG (0.08mm de diametre) et non 0.40mm de diametre (26AWG)

spires serrées = transfert thermique d'une spire à l'autre (rapidité du transfert en fonction de cette capacité thermique.

la finalité? un coil trop réactif est mieux à être utilisé en TC (la puissance varie pour au final fixer le nombre de Joules) et j'aurais pu faire des exemple en Ti (2.317mJ/Kmm3)


PS le SS316L : 4mJ/Kmm3
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar VapeNDiy » ven. 7 juil. 2017, 02:18

zbooby a écrit :Oups my bad, j'ai mis un fil en 26 dans le calculateur au lieu de de 40 (mal lu, comme trop souvent d'ailleurs ^^).. du coup c'est même pire qu'un seul mj/K avec ce montage... C'est 0.82 !!! Avec une résistance à 6.09 ohms... Bon après celle/celui qui fait un coil comme ca est aussi proche de l'hôpital psy que des urgences :joker:


bravo! donc un coil comme ça ne consomme pas (très haute resistance) et passe sans problèmes sur un meca (sauf dry-hit assuré si on aspire pas assez fort)
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar zbooby » ven. 7 juil. 2017, 08:39

Tu prêches un converti du TC :respect:
En fait c'est simple et économique la vape ; N0, full VG, pas d'arômes... prends toi en main, c'est ton destin ! comme qu'ils disaient les 3 nuls.

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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar Emirius » ven. 7 juil. 2017, 08:52

L'intérêt est surtout de calculer ce que cela donne pour un Clapton, Fused, Staggered, Alien, etc.
Car c'est bien le ou les fils âme qui vont chauffer le ou les fils du pourtour.
Et c'est bien le ou fils autour qui devront vaporiser le liquide car en contact, pas le fil âme.

Le TC qui ne calcule que le delta de résistance du fil âme n'apporte rien à l'affaire.
Il n'y a pas de sonde de température dans un ato, juste un ohmmètre dans la box via le chipset.
Ce que le vapoteur est obligé de faire en TC pour les fils complexes consiste... à augmenter la puissance, le pre-heat, la température pour trouver sa vape.
Exactement comme avec un fil en alliage hors TC.

L'étude thermique est donc extrêmement intéressante (AMHA), dès lors qu'elle inclut les échanges entre les fils âme et autour, la superficie et la vitesse de propagation notamment.

Je n'ai trouvé aucun calculateur qui fait cela.

Au feeling pour le moment !
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar Nebuleuse » ven. 7 juil. 2017, 10:28

C'est bien le feeling pour ce qu'on fait. :D
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Re: Je vous ai pas parlé de la capacité thermique?

Messagepar VapeNDiy » ven. 7 juil. 2017, 21:12

EDIT : non rien je croyais avoir fait une erreur :oops:
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