Hallo zusammen,
ich habe mehrere Flächen an einer Maschine die Wärme abgeben. Die durchschnittlichen Oberflächentemperaturen habe ich.
Wie kann ich nun folgende Größen berechnen…
a, Welche Watt-Leistung haben die Flächen - also was wird hier an den umgebenden Raum abgegeben?
b, Die Flächen erzeugen ja auch Strahlungswärme - aber wie viel?
Vielen Dank im voraus,
Rueuedii
Moin,
a, Welche Watt-Leistung haben die Flächen - also was wird hier
an den umgebenden Raum abgegeben?
Belüftet? (Aktiv, passiv)
Temperaturdifferenz?
b, Die Flächen erzeugen ja auch Strahlungswärme - aber wie
viel?
guckst Du
http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsw%C3%A4rme#Be…
Gandalf
Hoi Gandalf,
die Flächen werden nicht aktiv belüftet. Es handelt sich um Maschinengehäuse von sog. Lötwellen.
Die Oberflächen haben im Durchschnitt 45°C Oberflächentemperatur (IR-Thermometer - aufgesetzt gemessen). Sie liegen entweder horizontal oder 45° zu Horizontalen. Der einzige Luftstrom der hier entsteht/wirkt wäre also die Eigenkonvektion, die sich irgendwann einstellt.
Die Raumtemperatur sollte sich um die 23°C einpendeln (max. +/- 2°C).
Ich befürchte, dass alleine die direkte Erwärmung die Klimaanlagen ins technische K.O. schicken.
Zusätzlich geben die Gehäuseteile (Stahlblech) m.M. nach aber auch noch Strahlungswärme ab, die zusätzlich die umgebenden Einrichtungen aufheizen, wodurch sich diese in „Heizkörper“ verwandeln…
Grüße, Rueuedii
Hallo,
Die Oberflächen haben im Durchschnitt 45°C
Oberflächentemperatur (IR-Thermometer - aufgesetzt :gemessen).
Falls das glänzende Blechteile sind, kannst du
die IR-Messung vergessen. 45°C kann man aber auch
mit der Hand gut abschätzen. Ist angenehm warm,
aber noch lange nicht heiß.
Sie liegen entweder horizontal oder 45° zu Horizontalen.
Also keine übermäßig guten Bedingungen für Konvektion.
Als Schätzung für Wärmeübergang Festkörper Luft gibt es
die Faustformel: P = (5,6 + 4v)W/(m*k) mit v in m/s
Mit geringer Konvektion würde ich also mal
ca. 8-10W/(m*K) annehmen.
Ein Quadratmeter Fläche hätte bei ca. 25grd Temp.-Diif
also ca. 200…250W Wärmeabgabe zu Folge.
Die Strahlungswärme ist bei diesen Temp. noch nicht so
so stark.
Der Strahlungsanteil wird auch durch den Absorbtionskoeff.
Koeff. beeinflußt.
Bei metallisch glänzenden Flächen kann er recht klein
sein, ansonsten rechnet man mit einem Wert von 0,9.
Bis max. ca. zu 150W kommen so bei den genannten Temp.
noch dazu.
Ich befürchte, dass alleine die direkte Erwärmung
die Klimaanlagen ins technische K.O. schicken.
Wie wäre es denn mit einer zusätzlichen Dämmung?
Gruß Uwi
Hallo!
Wenn es darum geht, die Wärmeabgabe einer techn. Einrichtung in einen Raum zu bestimmen,
messe doch einfach die el. Leistung, welche diese Anlage aufnimmt.
So hast Du ohne Rechnerei, Deine erzeugte Wärmeleistung,
alles an el. Energie, bis auf paar wenige seltene Ausnahmen wird zu 100 % in Wärme umgewandelt,
und zwar in dem Raum.
Grüße, E !
Hi Rueuedii,
hier mal ein paar Formeln und Werte, dann kannste das selber ausrechnen (ich hab bereits ein paar Vereinfachungen durchgeführt, da es sich ja um eine Abschätzung handelt). Die ganze Rechnung gilt in der Form nur für horizontale, ebene Platten, die von der Oberseite gekühlt und von der Unterseite geheizt werden:
Wärmeleitfähigkeit der Luft: \lambda=0,026
Prandtl-Zahl der Luft: Pr=0,7
kinematische Viskosität der Luft: v=14,6*10^{-6}
Wärmeausdehnungskoeefizient der Luft: \beta=\frac{1}{T}
charakteristische Länge ebene, horizontale Platte: L=\frac{A}{U}
Rayleighzahl: Ra=Gr*Pr
Grashofzahl: Gr=\beta*|T_\infty-T_W|*\frac{g*L^3}{v^2}
mittlere Nusselt-Zahl: Nu_m=0,27*\sqrt[4]{Ra}
Wärmestrom: \dot Q=\alpha_m*(T_W-T_\infty)*A
Die charakertistische Länge ist Fläche/Umfang.
Die beiden Formeln für die Nusselt-Zahl musst du gelichsetzen und nach \alpha_m auflösen.
g ist die Gewichtskraft.
T_W ist die Wandtemperatur und
T_\infty die Umgebungstemperatur.
Ich hab jetzt mal die Einheiten weggelassen, wenn du die Werte so wie ich sie angegeben hab und so wie sie bei den Zwischenwerten rauskommen verwendest, dann kommt am Ende die Wärmelsitung in W raus.
Vergiss aber nicht: Temperaturen sind in Kelvin einzutragen.
Bei den um 45° geneigten Flächen erhöht sich aufgrund der besseren Konvektion die Wärmeübertragung. Sollten die Flächen gleich groß sein, dürfte es näherungsweise reichen wenn du den Wärmestrom mit \sqrt{2} multiplizierst. (Angabe ohne Gewähr)
Gruß
Hatje