Leistungsdichterechner — W/cm²

Methodik

Die Leistungsdichte ist der entscheidende Parameter, der die Oberflächentemperatur einer Heizpatrone im Betrieb und damit ihre Lebensdauer bestimmt. Sie wird in Watt pro Quadratzentimeter (W/cm²) angegeben und ergibt sich aus der Division der Nennleistung durch die aktive Heizfläche.

Formel

W/cm² = P / S

• P — Nennleistung der Heizpatrone (W)
• S — Aktive Heizfläche (cm²) = π × D × L_aktiv

D ist der Außendurchmesser in cm und L_aktiv ist die beheizte Länge in cm (Gesamtlänge abzüglich kalte Zone).

Leistungsdichtebereiche

• Hohe Dichte: bis 25 W/cm² — Kunststoffspritzguss, Extrusion, Präzisionswerkzeuge
• Mittlere Dichte: 10–18 W/cm² — Beheizung von Industrie-Formen und -Matrizen
• Geringe Dichte: bis 10 W/cm² — temperaturgeregelte Prozesse, längere Lebensdauer

Rechenbeispiel

Heizpatrone 300 W, Durchmesser 12,7 mm, beheizte Länge 150 mm:

1. Aktive Fläche: S = π × 1,27 cm × 15 cm = 59,85 cm²
2. Leistungsdichte: 300 W / 59,85 cm² = 5,01 W/cm²

Ergebnis: geringe Dichte. Geeignet für Anwendungen mit langer Lebensdauer in Materialien mit begrenztem Wärmekontakt.

Eine hohe Leistungsdichte ohne ausreichenden Kontakt zwischen Heizpatrone und Bohrung führt zur Überhitzung des Heizdrahts und verkürzt die Lebensdauer drastisch. Die empfohlene Passung ist H7/h6.