Uni Karlsruhe Maschinenbau WS 07/08
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Autor Thema: Volumen kuehlen - durchstroemtes Rohr - Massenstrom  (Gelesen 391 mal)
VIT
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Beiträge: 7


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« am: Februar 28, 2011, 07:54:29 am »

Hallo Leute,
Ich habe eine interessante Waermeuebertragungs aufgabe vor mir und brauche Hilfe bei der Loesung!

So wie im Bild zu sehen ist, haben wir ein rechteckiges Volumen in dem sich Luft befindet (160degC) und der Thermisch isoliert ist, nur die seitlichen Waende koennen Waerme durchleiten.  Dieses Volumen befindet sich in einer Umgebung mit Luft (180 gradC). Unsere Aufgabe ist es die Luft in diesem Volumen konstant auf der mittleren Temperatur von 160 gradC zu halten. Dafuer haben wir ein Rohr durch dieses Volumen verlegt, das von einem kuehleren Fluid durchgestroemt wird.

Uns sind alle eigenschaften von Gas, Fluid und alle parameter vom Rohr (laenge, durchmesser) gegeben. Die Eintritstemperatur vom Fluid Tf1 in das Rohr ist gegeben! Vereinfachung: Es sei anzunehmen dass das Rohrmaterial Waerme perfekt leitet und die Rohrdicke ist sehr klein.

Ziel ist es Massenstrom vom Fluid zu bestimmen, damit die Luft in diesem Volumen konstant auf 160 gradC bleibt! (mittleren Temperatur)
(Wir sollen den strömungstechnisch und thermisch ausgebildeten Fall betrachten)





Ich bin jetzt so vorgegangen:
-   Wir konnen ganz leicht die Waerme Q1, dich durch die seitlichen Waende durchgeht, berechnen.
-   Damit die Lufttemperatur im Volumen konstat bleibt, muss ja das Fluid, das durch Rohr stroemt die selbe Waerme abfuehren. Ist es richtig??
-   Nun wie geht man weiter vor? Sollte man die freie Konvektion von Luft am Rohr irgendwie beruecksichtigen?
-   Wie kommen wir auf den Massenstrom???

Ich danke fuer alle Antworten und Ratschlaege!
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Stefan Martini
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Beiträge: 82


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« Antworten #1 am: Februar 28, 2011, 09:15:53 am »

Formel vom Wärmetauscher
JQ=m(punkt)*cp*dealtaT
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Buster
Jr. Member
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Beiträge: 62


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« Antworten #2 am: Februar 28, 2011, 10:34:16 am »

War auch mein erster Gedanke,
aber so wie ich die Aufgabe versteh sind MassenStrom UND Austrittstemperatur des Wassers unbekannt...
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VIT
Newbie
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Beiträge: 7


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« Antworten #3 am: März 01, 2011, 05:09:46 am »

Hallo Leute,
Danke fuer die Antworten! Ich habe die Aufgabe bisschen umgeschrieben. So wird es zwar komplizierter, aber meinem Fall ahnlicher.

Also, wir haben weiterhin ein rechteckiges Volumen in dem sich Luft befindet und der Thermisch isoliert ist, nur die seitlichen Waende koennen Waerme durchleiten.  Dieses Volumen befindet sich in einer Umgebung mit Luft (180 gradC). Wir haben eine Kupferplatte die sich im Volumen befindet, und diese sollte auf 160 gradC gehalten werden. Dafuer haben wir ein Rohr durch dieses Volumen verlegt, das von einem kuehleren Fluid durchgestroemt wird.

Uns sind alle eigenschaften von Gas, Fluid und alle parameter vom Rohr und Platte (laenge, durchmesser) gegeben. Die Eintritstemperatur vom Fluid Tf1 in das Rohr ist gegeben!
Wir durfen die Waermeleitung im Rohr vernahlassigen, weil die Rohrdicke ist sehr klein.

Ziel ist es Massenstrom vom Fluid zu bestimmen, damit die Kupferplatte auf 160 gradC bleibt.
(Wir sollen den strömungstechnisch und thermisch ausgebildeten Fall betrachten)

Ich habe keine Ahnung wie ich vorgehen soll um auf den Massenstrom zu kommen! Huch Damit die Waermeuebertragung effizient ablauft, sollte die Austritstemperatur vom Fluid hoher sein.
Fluid wird sich beim durchlaufen erwaermen. Es bedeutet ja dass wir instationeren Fall haben?! Dazu haben wir noch freier Konvektion an der Platte und am Rohr. Ich habe die Formeln fuer stationeren Fall, aber wie macht man das, wenn sich die Fluidtemperatur aendert. Wie komme ich auf Massenstrom, damit Platte auf 160 bleibt???

Danke jeden Input!



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