Hallo,
gibts es eine Möglichkeit den Wärmestrom / Wärmewiederstand eines erwärmten Zylinders in Luft (Heizwiderstand...) zu seiner Umgebung zu berechen bzw. abzuschätzen?
Vorgegeben sind die Abmaße des Zylinders, Temperatur und Umgebungstemperatur.
Vielen Dank,
Thomas....
MOD: Tippfehler in Titel wg. Archiv korrigiert.
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Hallo,
gibts es eine Möglichkeit den Wärmestrom / Wärmewiederstand
eines erwärmten Zylinders in Luft (Heizwiderstand...) zu
seiner Umgebung zu berechen bzw. abzuschätzen?
Ja, abschätzen kann man sowas.
Allerdings ist die Konvektion recht stark von der Strömungsgeschwindigkeit der umgebenden Luft abhängig.
Als Faustformel kann man folgedes nehmen:
Pk = (5,6 +4v)W/(1m²*1grd) mit v in m/s (bis max. ca. 6m/s)
Vorgegeben sind die Abmaße des Zylinders, Temperatur und
Umgebungstemperatur.
Da du nix zu konkreten Randbedingungen schreibst, kann ich auch
nix dazu sagen, wieweit noch andere Dinge eine Rolle spielen.
Da spielt evtl. auch Strahlungsausgleich eine Rolle.
-> http://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsches_Strahlun...
-> http://de.wikipedia.org/wiki/Formelsammlung_plancksc...
Gruß Uwi
Hallo,
ertsmal Dank für die Antworten, offensichtlich fehlen ein paar wichtige Details....
Der Zylinder ist ein Widerstand (z.B. MOX970 -> http://www.ohmite.com/cgi-bin/showpage.cgi?product=s...), möglicherweise vergossen in einem Rohr ähnlicher Größe (z.B. 12mm Durchmesser, 20cm lang). Sollte ein Rohr verwendet werden ist die Oberfläche glatt (z.B. Plexiglas).
Er soll normalerweise waagerecht betrieben werden, aber es wäre auch interessant zu wissen wie sich dir Verhältnisse ändern bei senkrechtem Betrieb.
Gekühlt werden soll nur mit natürlicher Konvektion, daher kann ich keine Strömungsgeschwindigkeit vorgeben.
Die Umgebungstemperatur soll etwa Raumtemperatur (15-30°C) sein.
Die max. Betriebstemp. liegt bei 225°C.
Der Hintergrund der Frage ist folgender:
Die Vergussmasse (z.B. Silikongel) und das Rohr leiten Wärme relativ schlecht, andererseits wird die Oberfläche größer.
Es gibt also möglicherweise ein Optimum.
Möglicherweise kann man den Widerstand auch nur noch eingeschränkt belasten.
Das würde ich gerne abschätzen können bevor ich mich ans Werk mache...
Viele Grüße,
Thomas.
Hallo,
gibts es eine Möglichkeit den Wärmestrom / Wärmewiederstand
eines erwärmten Zylinders in Luft (Heizwiderstand...) zu
seiner Umgebung zu berechen bzw. abzuschätzen?
Vorgegeben sind die Abmaße des Zylinders, Temperatur und
Umgebungstemperatur.
Vielen Dank,
Thomas....
Hallo,
ertsmal Dank für die Antworten, offensichtlich fehlen ein paar
wichtige Details....
Der Zylinder ist ein Widerstand (z.B. MOX970 ->
http://www.ohmite.com/cgi-bin/showpage.cgi?product=s...),
möglicherweise vergossen in einem Rohr ähnlicher Größe (z.B.
12mm Durchmesser, 20cm lang). Sollte ein Rohr verwendet werden
ist die Oberfläche glatt (z.B. Plexiglas).
Was ist mit den Anschlüssen. Werden die irgendwo kurz angelötet
oder eher mit langen und rel. dünnen Drähten kontaktiert?
Daß Plexiglas weit weniger aushält, als der Widerstand ist klar?
Er soll normalerweise waagerecht betrieben werden, aber es
wäre auch interessant zu wissen wie sich dir Verhältnisse
ändern bei senkrechtem Betrieb.
Senkrechter Betrieb kann die Konvektion etwas verbessern.
Gekühlt werden soll nur mit natürlicher Konvektion, daher kann
ich keine Strömungsgeschwindigkeit vorgeben.
Dann rechne mit Woost Case Fall, also ohne Strömung oder mit
geringer Strömung < 1m/s.
Die Umgebungstemperatur soll etwa Raumtemperatur (15-30°C)
sein. Die max. Betriebstemp. liegt bei 225°C.
Da wird der Stahlungsanteil aber keinesfalls vernachlässigbar,
weil die Strahlungsintensität ja mit T^4 zunimmt.
Die Strahlung wird also schon ab ca. 120-150°C einen eher
größeren Teil ausmachen.
Der Hintergrund der Frage ist folgender:
Die Vergussmasse (z.B. Silikongel) und das Rohr leiten Wärme
relativ schlecht, andererseits wird die Oberfläche größer.
Der Wärmeübergang durch Konvektion an der Grenzfläche
Festkörper-Luft ist aber auch sehr schlecht. Das wird oft
stark unterschätzt bzw. wird die Wärmeleitung in Feststoffen
im Vergleich deutlich unterschätzt.
Allerdings kann man mit Verguß nicht mehr so hohe
Oberflächentemp. erreichen, was wegen T^4 ganz erheblich wirkt.
Es gibt also möglicherweise ein Optimum.
Möglicherweise kann man den Widerstand auch nur noch
eingeschränkt belasten.
Was steht den im Datenblatt zu dem Widerstand ?
Da sollten die Grenzbedingungen (max. Leistung) doch klar definiert
sein.
Dann ist noch die Frage nach der Anwendung. Ich habe auch schon
Drahtwiderstände weit außerhalb ihrer Spezif. als IR-Strahler
verwendet (so bei 600°C). Die halten dann natürlich nicht ewig :-)
Gruß Uwi