Seuraa 
Viestejä5

Moro kaikki,

Itellä on tässä ongelma jonka kans tullut pähkäiltyä. Jäähdytys jota voidaan jäähdyttää ilmalla ja vedellä siellä kulkee teräslevy jonka mitat ovat 1500mm leveä 3mm paksu ja se kulkee 1.2m/s eteenpäin sekä Jäähdytyksen pituus on 10metriä. Kyseinen kappale esimerkiksi 1.2 metrin mittainen. Kappaleen tullessa jäähdytykseen on sen lämpötila 940 C ja jos jäähdytetään pelkällä ilmalla lämpötila poistuessa on 870C. mutta jos kappaleen alapinnalle suihkutetaan vettä saman ilmamäärän kanssa on poistumislämpötila 820C. Vettä suihkutetaan siten että 5 metrin matkalla vettä tulee 2.2l/s ja toisen 5 metrin matkalla samat 2,2l/s. (HUOMI! lma puhaltimien arvot ovat samat kuin ilman vettä.) Nyt haluaisin kertoimen että jos vauhtia nostetaan kyseiselle kappaleelle esimerkiksi 2m/s kuinka paljon enemmän vettä on suihkutettava alapinnalle jotta poistumislämpötila olisi sama 820 C astetta????

Kommentit (15)

CycoFin
Seuraa 
Viestejä21

Tuossahan pystyy laskemaan millä teholla ilma poistaa lämpöä keskimäärin ja millä teholla vesi poistaa lämpöä keskimäärin (yhdessä ilman kanssa). Nostetaan vauhtia niin veden poistotehoa (virtausta) on lisättävä niin jotta sama energiamäärä poistetaan lyhyemmässä ajassa.

Euler is i², Landau scale

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
CycoFin
Seuraa 
Viestejä21

Ei noilla tiedoilla sitä tarkasti voikkaan laskea. Pitäs esim. tietää paljonko pelkkä vesi poistaa lämpöä (ilman ilmaa). Toiseksi lämmönsiirtymiseen vaikuttaa lämpötilaerot joten jos tarkasti haluaisi laskea niin nekin pitäisi ottaa huomioon.

Tuossa voi laskea paljonko vesi poistaa lämpöenergiaa levystä ja missä ajassa. Jos aikaa lyhennetään pitää tehoa vastaavasti nostaa.

Euler is i², Landau scale

MooM
Seuraa 
Viestejä10203

CycoFin kirjoitti:
Jos nopeus nousee kertoimella 2/1,2, pitää virtauksen nousta samalla kertoimella jotta sama energiamäärä siirretään lyhyemmässä ajassa.

Mutta jos nopeutta nostetaan, lyhenee myös aika, jolla muu kuin veden kautta tapahtuva jäähdytys toimii (käytännössä säteily ja konvektio). Eli jo tuo 940 --> 870 C (ati vastaava lämpömäärä, lämpöila teitysti laskee molempien jäähdytysmekanismien  vaikuttaessa yhtä aikaa) jää toteutumatta. Voi varmaan olettaa, että säteilyprosesssin kautta poistuu vakiomäärä lämpöä aikayksikössä, eli jos nopeus tuplaantuu, tämä puolittuu. konvektio/aikayksikkö taas varmaan tehostuu, jos nopeus kasvaa (ilman virtaus on tehokkaampaa), mutta  aikaa sillekin on vähemmän.

Oikeasti tietysti kappaleen lämpötila ja lämpötilaero ympäristöön vaikuttaa sekä säteilyn että kovektion tehoon. Mutta jos puhutaan alueesta kelvineinä n. 1200 --> 1100, suhteellinen muutos on aika pieni. Tietysti säteilyssä riippuvuus on T^4.

Veden kautta jäähdytys perustuu siihen, että vesi lämpenee ja hyörystyy pinnalla ja sitoo vastaavan määrän lämpöä kappaleesta. Ajalla ei ole sinänsä väliä, vaan sillä, miten paljon vettä pinnalle laitettiin koko ajan aikana (ihan erilainen tilanne kuin tuossa säteilyssä). Oletettavasti tämä on vesimolekyyliä kohti nopea prosessi ja jos vettä tulee enemmän, lämpöä siirtyy vastaavasti enemmän. Käytännössä jossain vaiheessa varmaan tulee tilanne, että kaikki lisävesi ei enää ehdi lämmetä tai höyrystyä, valuu pois tms. Silloin jäähdytysteho ei enää kasva lineaarisesti vesimäärän myötä.

kaavoja:

http://www2.amk.fi/digma.fi/www.amk.fi/opintojaksot/0505015/111994818049...

http://www.tekniikka.oamk.fi/~kimmoi/talrakjatko/lampoosio27092004.pdf (s. 12)

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

Käyttäjä2795
Seuraa 
Viestejä5

Säteilyn voidaan olettaa olevan erittäin pieni. Nyt jos mietitään on kyseessä pakotettu konvektio (ilman avulla) sekä johtuminen (veden mukana poistuva lämpö) Haluaisin saada jonkin sorttisen kaavan minkä avulla kyseisen kappaleen jäähtyminen konvektiolla lasketaan sekä kaavan miten johtuminen lasketaan kyseisestä kappaleesta.  Eli toisin sanoen teräksellä on lämmönjohtumiskerroin joka kuvitellaan vaikka vakioarvoksi.

Oisko heittää kaavoja?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä33537

Tuollaisille tapauksille tuskin löytyy valmiita kaavoja. Se pitää ratkaista jollain sopivalla diffisyhtälön ratkaisijalla, jos haluaa viimeisen päälle vastauksen. Jos kyseessä ei ole mikään ihmeellisen kriittinen ongelma, eikä haluta uhrata mielettömyyksiä tuotekehitykseen, varmaan kannattaa kokeilla. Karkea lähtökohta on se, että kaikki vesi haihtuu ja veden määrä määrää lämpötilan. Pumpun voi mitoittaa hieman suuremmaksi (noilla virtauksilla se ei ole kallista) ja säätää sitten virtauksen kohdalleen kokeilemalla.

MooM
Seuraa 
Viestejä10203

Neutroni kirjoitti:
Tuollaisille tapauksille tuskin löytyy valmiita kaavoja. Se pitää ratkaista jollain sopivalla diffisyhtälön ratkaisijalla, jos haluaa viimeisen päälle vastauksen. Jos kyseessä ei ole mikään ihmeellisen kriittinen ongelma, eikä haluta uhrata mielettömyyksiä tuotekehitykseen, varmaan kannattaa kokeilla. Karkea lähtökohta on se, että kaikki vesi haihtuu ja veden määrä määrää lämpötilan. Pumpun voi mitoittaa hieman suuremmaksi (noilla virtauksilla se ei ole kallista) ja säätää sitten virtauksen kohdalleen kokeilemalla.

Niinpä. Lisäksi voisi panostaa siihen, että veden saa pinnalle hienona suihkuna ja mahdollisimman tasaisesti koko levypinnalle, jolloin se kiehahtaa nopeammin. Tarkoitan, että ei puutarhaletkulla yhdestä pisteestä ohi liikkuvan levyn kylkeen ;)

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

insinjööri
Seuraa 
Viestejä519

Käyttäjä2795 kirjoitti:
Säteilyn voidaan olettaa olevan erittäin pieni. Nyt jos mietitään on kyseessä pakotettu konvektio (ilman avulla) sekä johtuminen (veden mukana poistuva lämpö)

Yleensä noin, mutta tässä kyseessä punahehkuinen teräs vissiin niin kyllä siitä jo säteilynäkin poistuu energiaa.
 

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat