2- Кофеварка капельного типа — как она работает?

Вода поступает под давлением из резервуара холодной воды, расположенного сверху. Нагревательный элемент, находящийся в основании кофеварки, нагревает воду (эффект Джоуля). Вода превращается в пар. Образуются мелкие пузырьки, которые сливаются, образуя большие пузырьки.

Поскольку плотность пара гораздо меньше плотности воды, эти пузырьки стремятся всплывать по принципу Архимеда. Подъёмная сила возникает из-за разницы давления над пузырьком и под ним.

Формирующийся пузырёк получает подъёмную силу, равную массе вытесненной воды. Пузырьки идут к выходу по вертикальной трубке. Они увлекают за собой тёплую воду, «запертую» между пузырьками, вверх к фильтру, где она проливается через молотый кофе для заваривания.

После заваривания полученный напиток проходит через (обычно одноразовый) фильтр, затем стекает в кофейник. Как только он собран в кувшине, его можно подавать. Иначе подогревающая пластина поддерживает его в тёплом состоянии.

Роль нагревательного элемента — обеспечить образование пузырьков и перемещение воды из резервуара холодной воды в фильтр.

Нагревательный элемент состоит из трубки, изготовленной из экструдированного алюминия. Элемент изогнут в дугу, чтобы контактировать с нагревательной плитой и передавать ей тепло.

Конструкция элемента включает две секции: одну для прохождения воды (2) и другую для нагревательного резистора (1). Элемент выполнен из алюминия благодаря его пластичности и теплопроводности.

Секция для нагревательного резистора содержит спираль из сплава (75% железа / 20% хрома / 5% алюминия), покрытую керамическим слоем (оксид магния и порошок керамики) внутри трубки из того же сплава и герметизированную клеем.

Этот сплав легко отличить от обычного нихрома по его высокой удельной сопротивляемости, хорошей стойкости к окислению и работе при температурах выше 1300°C. (Источник: https://www.kanthal.com/en/products/mate...)

Его мощность, в зависимости от модели, составляет около 1000 Вт. Измерения с резистором на 1000 Вт: температура нагревательного элемента примерно 130°C — температура воды примерно 80°C — температура нагревательной пластины примерно 100°C.

Электрическая схема очень простая. Питание проходит через выключатель (5), затем через тепловой предохранитель (4), который защищает от случайного перегрева (~200°C) и от перегрузки по току (10A).

Термостат (3) регулирует температуру. Он контактирует с нагревательным элементом, то есть с резистором (2). Все эти элементы соединены последовательно. Индикаторная лампа (1), включённая параллельно, показывает, когда устройство включено. В некоторых кофеварках вместо выключателя установлен программатор.

Схема проста. Холодная вода в резервуаре движется вниз под действием силы тяжести. Она проходит через отверстие справа (1), направляясь через нагревательный элемент.

Вода проходит по резиновой трубке (2), чтобы попасть в нагревательный элемент (3), затем выходит (4) и идёт по второй трубке (5). Она поднимается по вертикальной трубке (6) и направляется к фильтру.