Ta có:
Trong đó: + P là công suất đưa tới vật nung nóng và một phần tổn hao ra xung quanh và nung nóng thiết bị, (W).
+ m là khối lượng của vật nung nóng (kg). + c là tỷ nhiệt của vật nung nóng, (J/oC.kg). + t là nhiệt độ nung nóng, (oC).
+ to là nhiệt độ ban đầu, (oC).
Công suất hữu ích Ph bao gồm công suất của đế dẫn nhiệt và một phần truyền qua đe trong quá trình tiếp xúc và công suất làm bao nóng chảy, nhưng ở đây, ta bỏ qua công suất tổn thất này.Vì vậy, công suất hữu ích là công suất của đế dẫn nhiệt.
Nhiệt độ cần đạt được để duy trì cho đế dẫn nhiệt đủ công suất làm nóng chảy bao từ 120oC đến 130oC.
Chọn thời gian τ = 30 (s) để nhiệt tăng từ 25 đến 130oC. Khi đó công suất hữu ích sẽ là:
Công suất tính toán Ptt:
Ptt = Ph + ΔPth
Với : ΔPth là công suất tổn hao gồm hai thành phần:
ΔPmt là công suất tổn hao ra môi trường xung quanh. ΔPtb là công suất tổn hao nâng nhiệt độ thiết bị. Nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh:
Do sau khoảng 20s thì đóng bao 1 lần nên ta có công suất tổn hao ra môi trường xung quanh là:
Công suất tổn hao trong quá trình nâng nhiệt của thiết bị: ΔPtb = 0,2.Ph = 0,2×982 = 196 (W).
Khi đó công suất tính toán là:
Ptt = Ph + ΔPth = 982 + 145 + 196 = 1323 (W).
Vậy, ta cần phải thiết kế và chọn dây đốt nóng sao cho công suất của nó phải lớn hơn công suất tính toán Ptt = 1323 (W).
Chọn vật liệu chế tạo dây diện trở là nicrom có điện trở suất ρ = 10-4 (Ωm). Công suất dây điện trở được xác định theo công thức:
Chọn điện áp U = 220 (V), ta có:
Mặt khác, ta có:
Với l là chiều dài dây dẫn; s là tiết diện dây dẫn. Chọn đường kính dây dẫn dd = 2(mm), ta có:
Chọn đường kính lò xo là dlx = 8.dd = 8×0,002 = 0,016 (m). Số vòng lò xo: N = l/dd = 1,14/0,016 = 71 (vòng).
Bước lò xo: h = 350/N = 350/71 = 4,9 (mm). * Thời gian làm việc của dây điện trở:
Được xác định theo công thức:
τsd = K.τ.d
Với: + K là hệ số phụ thuộc vào tiết diên dây dẫn, K =1.
+ τ là thời gian sử dụng dây đốt có đường kính đơn vị d =1mm, dựa vào đồ thị ta chọn được τ = 4700 (h).
+ d là đường kính dây dẫn.
Ta có: τsd = 1×4700×2×2 = 18800 (h).