Berechnung der Vorher gestellten Frage zur Wassererwärmung bitte ignorieren!!
Ich möchte gerne wissen, wie sich die Heizfläche zur Zeit, bei einer Erwärmung von Wasser, auswirkt.
Es soll 1 Liter Wasser von 20°C auf 90°C in einem runden Behälter erwärmt werden. Die Behälterwand hat dabei eine Temperatur von 150°C. Die beheizte Fläche soll dabei in der Höhe um 2cm gesteigert werden, so das ein Vergleich von Heizfläche zur Zeit möglich ist.
Bei einem Behälterdurchmesser von 10cm und einer maximalen Kontakthöhe von 12,7 cm des Behälters mit einem Liter Wasser, werden erst 2cm in der Behälterhöhe erwärmt, sprich das Wasser steht mit 62,83cm² Heizfläche in Kontakt. Danach wird die Fläche verdoppelt und wieder die Zeit berechnet.
Hoffe es ist verständlich und danke euch für eure Hilfe.
Hallo Fragewurm,
Es soll 1 Liter Wasser von 20°C auf 90°C in einem runden
Behälter erwärmt werden. Die Behälterwand hat dabei eine
Temperatur von 150°C.
Wo sind die 150°C ?
Wenn du die 150°C an der Kontaktfläche zum Wasser hast, bildet sich eine Dampfschicht und das Aufheizen dauert viel länger, als mit einer niedrigeren Temperatur.
MfG Peter(TOO)
Ahh ok, das mit dem negativen Einfluss der Dampfschicht wusste ich nicht. Ist das auch bei turbulenten Strömungsfluss so??
Dann also eine Temperatur der Wand von 90°C, wenn das besser ist.
Es reicht auch die Endtemperatur des Wassers von 70°C…es geht mir hauptsächlich um den Berechnungsweg.
gruß
michael
Hallo Powski,
um Deine Anfrage korrekt beantworten zu können (auch in Anbetracht Deiner Antwort auf das Posting von Peter(too), sind mehr Informationen nötig!
Ist das System adiabatisch, sind Wärmeleitungen bzw. -strahlungen zu berücksichtigen, …?
Gruß Kai
Hallo michael,
Ahh ok, das mit dem negativen Einfluss der Dampfschicht wusste
ich nicht.
Diesen Fehler machen viele:
EInfach die Heizleistung verdoppeln und es dauert nur noch halb so lange 
Ist das auch bei turbulenten Strömungsfluss so??
Ja.
Wenn du mehr Energie zuführst, als abtransportiert werden kann bildet sich der Dampffilm. Nun hat aber Dampf eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als flüssiges Wasser.
Wenn man die Heizleistung ( W/cm2 ) kontinuierlich erhöht nimmt zuerst der Wärmeeintrag auch entsprechend zu. sobald sich aber Dampfblasen bilden, nimmt er ab und der Wärmeeintrag nimmt ab.
Das Gemeine sit nun, dass an der Stelle wo sich der Dampf gebildet hat, die Oberflächentemperatur zu nimmt.
Aber, wie im anderen Posting schon steht, es fehlen viele Angaben zu deinem System.
- Wie ist der Druck (damit bestimmt sich der Siedepunkt)?
- Wie ist die Wand beschaffen (Dicke, Material, Rauigkeit)?
- Wie wird beheizt?
Das wären einmal die wichtigsten Parameter.
Allerdings bin ich jetzt nicht der Spezialist für deine Frage.
MfG Peter(TOO)
Also Wärmeleitungen sind zu vernachlässigen
- Wie ist der Druck (damit bestimmt sich der Siedepunkt)?
-der Druck ist konstant, da es ein nach oben offenes System ist
- Wie ist die Wand beschaffen (Dicke, Material, Rauigkeit)?
- Wand besteht aus gespritzem Kunststoff und die oberfläche kann als poliert angesehen werden Ra=
Hallo Powski,
zuerst einmal antwortetst Du mir auf ein weiteres Posting von Peter(TOO).
Also Wärmeleitungen sind zu vernachlässigen
Warum?
- Wie ist der Druck (damit bestimmt sich der Siedepunkt)?
-der Druck ist konstant, da es ein nach oben offenes
System ist
Welcher Druck?
- Wie ist die Wand beschaffen (Dicke, Material, Rauigkeit)?
- Wand besteht aus gespritzem Kunststoff und die
oberfläche kann als poliert angesehen werden Ra=
Es tut mir leid, wollte alle fragen mit einem mal klarstellen…hat anscheinend nicht funktioniert…fühlst dich jetzt auf die füße getreten?? war nicht meine absicht!
Es muss doch möglich sein, eine Wassererwärmung zu berechnen ohne großartig die Umgebung zu berücksichtigen. Zur not nimmt man eine perfekte äußere isolierung an, so das die ganze Wärme von der Wand ins Wasser geleitet wird und eine wärmeleitung im Material brauche ich dann nicht mehr.
Mit dem druck meine ich nur den umgebungsdruck, der so oder so immer herrscht.
Trugschluss?? du meinst wenn 2cm in der höhe beheizt sind dann hat der rest eine andere Temp. und somit liegt keine gleichmäßige wärmeverteilung vor???
von mir aus hat der rest eine Wandtemperatur die der Wassertemperatur gleicht.
Hallo Powsky,
nein, ich fühle mich nicht auf die „Füße“ getreten. Dennoch geht es hier um Pysik und diese ist eine exakte Wissenschaft. D.h. ohne klar umrissene Randbedingungen ist auch keine klare Antwort zu geben. Das ist das ganze Geheimnis.
Nur so weit zu Deiner Antwort.
Zu der Fragestellung empfehle ich dir, daß Du diese mal für dich graphisch aufzeichnest und danach die Randbedingungen definierst und auf grund dessen dezidierte Fragen stellst. Nur so können Dir die Experten hier eine fundierte Antwort geben.
Gruß Kai
Moin, Powsky,
Hoffe es ist verständlich und danke euch für eure Hilfe.
das wird die Antwort zeigen 
))
Die zugeführte Wärmemenge ist proportional zur Kontaktfläche und zur Temperaturdifferenz. Da die aber beim Aufheizen sinkt, wird die Temperatur gemäß einer e-Funktion ansteigen. Bei verdoppelter Heizfläche (gleiche Wäremleistung pro Fläche vorausgesetzt) ist der Wärmeeintrag doppelt so groß. Alles klar?
Gruß Ralf
Moin,
Es muss doch möglich sein, eine Wassererwärmung zu berechnen
ohne großartig die Umgebung zu berücksichtigen.
Im Prinzip schon, natürlich nur näherungsweise. Die benötigte Wärmemenge E ist m*cp*ΔT (m Masse, cp Wärmekapazität, ΔT Temperaturdifferenz). Wenn diese Energiemenge in der Zeit t übertragen werden soll, brauchst du eine Leistung von E/t.
Willst du aber den Temperaturverlauf oder die Temperaturverteilung zwischen den Endzuständen berechnen, kommst du um die Berücksichtigung der Geometrie etc. nicht mehr herum.
Gruß
Kubi