Hei,
osaako joku laskea/arvioida seuraavaa:
Nestesäiliössä on 100 litraa 70 asteista nestettä. Säiliössä on rosteriputkesta ( halk. 15 mm ) tehty kierukka. Putken pituus on 6 metriä.
Jos kierukan läpi lasketaan 5 litraa minuutissa 15 asteista vettä, kuinka lämmintä vettä tulee toisesta päästä ulos? Entä jos vettä lasketaan putkestä läpi 10 litraa minuutissa?
Kaikki apu on tervetullutta :)
Lämmön siirtyminen varaajasta kierukkaan
5
182
Vastaukset
- martta00
Sinänsä aika helppo tehtävä. Suurin ongelma on putken ulkopuolisen lämmönsiirtokertoimen arviointi. Oletetaan, että teet 6 m putkesta kierukan, jonka korkeus = 20 cm. Kierukkaputken ulkopuolella vesi on likimain paikallaan, joten kyseessä on luonnollinen konvektio. Luonnollista konvektiota hallitsevilla kaavoilla saadaan tällöin ulkopuolen lämmönsiirtokertoimeksi noin hu = 110 W/m^2K (Nusseltin luku Nu = hu*korkeus/lambda = 0,13*(GrPr)^0,25, josta ratkaistaan hu). Sisäpuolen konvektiolle pätee Nu = 0,023*Re^0,8*Pr^0,4 = hs*ds/lambda, jossa Reynoldsin luku Re = 4*(5/60)/(1000*pii*0,013*1,2E-6) = 6800 ja Prandlin luku Pr = 7, joten hs = 58*0,59/0,013 = 2632 W/m^2K (oletettu 1 mm paksuinen seinämä). Putken seinämän kokonaislämmönsiirtovastus on R'kok = 1/(pii*0,013*2632) ln(15/13)/(2*pi*25) 1/(pii*0,015*110) = 0,203 mK/W. Kun 100 litran vesimassasta otetaan lämpöä, se tietenkin jäähtyy, ellei sitä koko ajan lämmitetä. Arvataan kierukan ulkopuolella veden keskilämpötilaksi ½*(70 68) = 69c. Laskentakaava veden lämpötilan muuttumiselle X metriä pitkässä putkessa on: T(x) = Tu (Tsis - Tu)*exp[-x/(m*c*R'kok), jossa massavirta m = 5/60 = 0,0833 kg/s, ominaislämpö c = 4190 J/kgK, Tu = 69c ja Tsis = 15c, Sijoitetaan x = 6 metriä ja saadaan veden ulostulolämpötilaksi T(6) = 19,4c. Kierukan tehoksi tulee noin 1,5 kW ja jos sitä käytetään esimerkiksi 10 min, niin varaajan vesi jäähtyy 10*60*1500/(100*0,98*4190) = 2,2c eli suunnilleen sen arvaamani 2 astetta.
Jos vesimäärä on 10 litraa/min, niin T(6) = 17,3c ja teho 1,6 kW.
Helpointa kai olis vaan kokeilla :) Tässä laskelmassa tuo hu:n arviointi on kriittisin vaihe.- martta00
T(x) = Tu (Tsis - Tu)*exp[-x/(m*c*R'kok)]
- martta00
Mulla oli tuossa iso virhe: Nu = hu*korkeus/lambda = 0,13*(GrPr)^0,25, pitäis olla Nu = hu*korkeus/lambda = 0,13*(GrPr)^0,33 (vaan eipä tuota kukaan huomanna). Vaikutus on aika iso, nimittäin hu:n arvoksi tuleekin noin 110:n asemasta noin 600 W/m^2K ja loppulämpötilaksi 19,4c:n asemasta 32,8c ja tehoksi 6,3 kW. Että silleen...
Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
eerikäinen novassa sanoi ei kukaan enää aja manuaalivaihteilla
meillä on 3 autoa talissa ja kaikissa manuaalilaatikot, on meillä vielä tämmöiset vaikka toisin puhutaan.2132330Ilo, joka nousee silmiisi saakka
kun katseemme kohtaavat. Olet energinen, aito, ihana. Välillä tuijotat suoraan silmiini - enkä hämmenny, katson takaisin691756Jokaisella on omat syntinsä
Minä olisin niin mielelläni sinun. Ehkä joskus viittasitkin siihen. Olet nainen ajatuksissani jatkuvasti ja taidat tietä831585- 541498
En oikeasti
Tiennyt että sinulla on ollut vaikeuksia ja huonoja aikoja. Olen oikeasti pahoillani, ja olisin myös toiminut eritavoin147145790-luvulla maa syöksyi lamaan, ja silloinkin oli syypäinä samat tahot kuin nyt
Laman aiheuttajat olivat demarivetoinen virheellinen finanssipolitiikka, sekä ay-liikkeen taipumattomuus tilanteessa mik1381203Vakava varoitus perussuomalaisista!
Keskustan Annika Saarikolta veret seisauttavaa tekstiä, lukekaa uutinen kokonaisuudessaan, tässä siitä maistiainen: ”Ke2321103- 1731007
Olisitko ihminen minulle. Ihan ihminen vain.
Tiedätkö, että saan kyyneleet silmiini, niin syvästi sinua kaipaan. Meidän välillä on jotain todella syvää, kaunista ja56909Mä olisin niin iloinen
Jos vielä joskus nähtäis.. Ollaanko tulkittu mies toisiamme väärin?. Kumpikin luuli ettei toinen tykkää, vaikka molemmat61821