Hallo Experten,
ich habe bei folgender Aufgabe ein Problem.
Zwei gleichgroße parallele Platten.
Platte 1 hat 1000°C und der Emissiongrad ist 0,8.
Die zweite Platte soll maximal 500°C erreichen.Welchen Emissiongrad darf sie haben, wenn sie zusätzlich von der Rückseite mit Wasser gekühlt wird.Das Wasser führt 200Watt ab.
Kann mir jemand helfen?
Grüße
Yeti!
Moin,
Sind das alle Angaben?
Gandalf
tatsächlich habe ich nicht erwähnt, dass die Platten eine Fläche von 10m°2 haben 
Hallo!
tatsächlich habe ich nicht erwähnt, dass die Platten eine
Fläche von 10m°2 haben
Und dazwischen 10 km Luft. Oder 10 mm Vakuum… Die Aufgabe erscheint unvollständig.
Gruß
Wolfgang
Zitat: Zwei ebene, parallele Platten von 10m^2 Fläche tauschen Wärme allein durch Strahlung aus, wobei eine Platte gekühlt wird. Platte I besitzt eine Emissionszahl Epsilon_1 = 0.8 und befindet sich auf einer Temperatur T_1 = 1000°C
Wie groß darf die Emissionszahl Epsilon_2 der Platte II höchstens sein, wenn bei einer Kühlleistung von 200kW die Plattentemperatur T_max = 500°C nicht überschreiten soll?
Vernachlässigen Sie bei dieser Rechnung Randeffekte. Die Platten sollen als graue Strahler betrachtet werden.
Hallo,
Zitat: Zwei ebene, parallele Platten von 10m^2 Fläche tauschen
Wärme allein durch Strahlung aus, wobei eine Platte gekühlt
wird. Platte I besitzt eine Emissionszahl Epsilon_1 = 0.8 und
befindet sich auf einer Temperatur T_1 = 1000°C
Wie groß darf die Emissionszahl Epsilon_2 der Platte II
höchstens sein, wenn bei einer Kühlleistung von 200kW die
Plattentemperatur T_max = 500°C nicht überschreiten soll?
Nu sind es nicht mehr 200W, sondern 200kW :-?)
Passt ja auch viel eher zu 10m² Fläche, nicht wahr?
Vernachlässigen Sie bei dieser Rechnung Randeffekte. Die
Platten sollen als graue Strahler betrachtet werden.
Da der Emissionsfaktor nicht 1 ist, sind es sowieso
keine schwarzen Strahler.
Zum Strahlungsaustausch siehe hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz
Damit solltest du alles berechnen können.
Und denke dran, dass du nicht dummerweise mit
Celsius-Graden rechnest.
Gruß Uwi
Hallo Uwi,
ganz ehrlich.Über den Wikipedia Artikel komme ich nicht auf den Lösungsweg.
In der Lösung steht, dass für zwei parallele Platten gleicher Größe gilt:
Q(Wärmestrom)_(1-2)=Sigma*A_(1_2)*(T_1^4*T_2^4)
A_(1-2) ist die modifizierte Fläche=A/((1/Epsolon1)*(1/Epsilon2)-1)
Sigma=Stefan Boltzmann Konstante 5,67037*10^(-8)
Epsilon=Emissionsgrad
Wenn man diese Formel hat, woher auch immer die kommt und man weiß, dass Q_(1-2)=Q(Kühlleistung)=200kw ist, dann muss man nur noch umstellen.
Aber mir war die Formel nicht bekannt und ich habe auch nicht verstanden warum Q12=Qkühl sein soll.
Wenn keine Kühlleistung installiert wäre, dann wäre Q12 = 0 ??Oder irre ich mich?
Dafür müssen aber beide Platten auf der Rückseite isoliert sein richtig?
Grüße
Yeti95
Hallo,
ganz ehrlich.Über den Wikipedia Artikel komme ich
nicht auf den Lösungsweg.
Hm, sollte ich mir das zu einfach vorgestellt haben?
Schau ma ma.
Ich will dir aber nicht das selber Nachdenken vollständig
abnehmen. Stelle also auch dar, was du auf die Fragen für
Antworten hast.
Folgendes Modell:
Du hast die Quelle mit 1000°C Oberflächentemp. und einem
bekannten Emissionsfaktor.
Da rechne doch jetzt einfach mal aus, wie viel Leistung
diese emittiert.
Was meinst du, passiert nun mit der Energie, die da
abgestrahlt wird?
Jetzt die Senke.
Da hast du eine Oberflächentemp. von 500°C? und 200kW
werden nach hinten weggeführt.
Das System muß also jetzt irgend wie ins Strahlungs-
gleichgewicht kommen, nicht wahr?
Die Senke kann mit der Wärmestrahlung von der Quelle
nur zwei Sachen machen, nämlich absorbieren oder reflektieren.
Jetzt bleibt da nur noch eine unklarer Parameter, nämlich
der Absorbtionsgrad der Senke. Ich denke, da wird einfach
angenommen, dass Emisionsgrad und Absorbtionsgrad
gleich groß sind. Deshalb wohl nochmal der Hinweis auf
graunen Strahler.
http://de.wikipedia.org/wiki/Grauer_K%C3%B6rper
Damit solltest du jetzt aber was anfangen können, oder?
Gruß Uwi