Kyseessä on laskennallinen auton moottorin jäähtyminen eri lämpötiloissa.
5 litraa lähellä kiehumispistettä olevaa jäähdytysnestettä sisältää lämpösisältönä 2000 kJ. 150 kiloisen valurautamoottorin lämpösisältö on 6700 kJ, alumiiniosilla tuplasti tämä. Voidaan sanoa että käynti-lämpötilaisen (noin 100 °C) moottorin lämpösisältö on noin 10 000 kJ.
Moottori voi siis teoreettisesti luovuttaa 2,8 kW yhden tunnin aikana.
Valurautaisen pinnan lämmönsiirtokerroin on noin 10 W/m² °C, moottorin pinta-ala kaikkine lämpöä-siirtävine osineen on noin 2 m².
Moottorin lämpö(luovutus)teho on siis 20 wattia yhtä ero-astetta kohti. Jos ulkolämpötila on -20 astetta C, lämpötilaeroa on 120 astetta. Lämmönluovutusteho on 2,4 kW.
Oheisen tarkastelun mukaan moottorin tulisi jäähtyä lähelle ympäristön lämpötilaa reilussa tunnissa. Näin ei tietenkään ole, vaan lämpöä moottorissa löytyy vielä 4-5 tunnin päästä.
En osaa ottaa huomioon lämmönsiirtymistä moottorin sisältä moottorin pintaan; moottoria ympäröivää ilmaa joka on aluksi lämmintä mutta jäähtyy ja on lopulta kylmää; moottoria ympäröiviä rakenteita kuten eristettyä konepeltiä; moottoria kuumempaa pakosarjaa jne. Kova ilmanvaihto kuten tuuli luonnollisesti muuttaa tilannetta. Oleellista olisi tietää moottorin lämpötila kylmäkäynnistyshaittojen estämiseksi.
Kysymykseni: Voiko moottorin sisälämpötilan laskulle kehittää laskennallista kaavaa? Arvaan että pitäisi päästä tilanteeseen, jossa konepellin alla oleva ilma on aluksi lähellä moottorin lämpötilaa ja lämmönsiirto hidasta; ilma jäähtyy ja moottori jäähtyy kunnes lopulta tuntien kuluttua moottori ja ilma ovat ulkoilman lämpötilassa.
Ja ei, en halua mitata vaan tietää, voisiko olla jo olemassa tai luoda laskennallista mallia.
Kiitos.
(Auton) moottorin lämpötilan lasku (pakkasessa)
6
4480
Vastaukset
- Jäähdyttäjä
Ei ole kysymys mistään yhden kaavan johtamisesta, on kyse varsin mutkikkaan transientin lämmönsiirto-ongelman ratkaisemisesta, jonka tuloksen voi tietysti pelkistää lopulta yhteen kaavaan. Menetelmiä ja ohjelmistoja tällaisten ongelmien ratkaisemiseen on paljonkin olemassa. Menetelmät ovat vain kohtuullisen mutkikkaita ja työläitä.
Tuossa esittämässäsi laskelmassa on se vika, että lasket koko lämmönsiirron samalla lämpötilaerolla, vaikka pinnan lämpötila koko ajan laskee. Näin myös siirtyvä lämpöteho koko ajan pienenee. Jos otat huomioon tämän lämpötilan muutoksen, niin jäähtymisaika kasvaa ja lähestyy todellista.- Lada-hullu 1200 S
> Menetelmiä ja ohjelmistoja tällaisten ongelmien ratkaisemiseen on paljonkin olemassa.
OK, pitää yrittää etsiä.
> Tuossa esittämässäsi laskelmassa on se vika, että lasket koko lämmönsiirron samalla lämpötilaerolla, vaikka pinnan lämpötila koko ajan laskee.
Varmasti juuri näin. Sekä moottoria ympäröivän ilman lämpötila laskee että moottorin pinnan lämpötila laskee. Moottoria ympäröivän ilman lämpötilan muutokseen vaikuttaa kylmentävästi ulkoilma, jota on ylimäärin mutta johon mm. konvektio vaikuttaa, sekä lämmittävästi moottori. Ilma ja moottori jäähtyvät eri tahtia. Pitäisi päästä käsiksi delta[T]:hen, mutta taidot loppuu tuossa vaiheessa.
> Jos otat huomioon tämän lämpötilan muutoksen, niin jäähtymisaika kasvaa ja lähestyy todellista.
En pääse edes liikkeelle. Onko kyseessä raja-arvolasku, integraali vai derivaatta vai edellisten sekoitus...? Ja miten huomioin lämmön erilaiset muutosnopeudet ilmassa ja kiinteässä aineessa? Taitaa olla loputon suo tavallisella tallaajalle. Yritän etsiä valmista ohjelmaa.
- aeija
Onhan olemassa Newtonin jäähtymislaki. Käytin tuossa arviota että lämpötila neljän tunnin päästä olisi 10 astetta. Siinä voi käyttää jotain muutakin tietoa esim.aikaisemmin. Tommoinen tästä tuli:
http://aijaa.com/005219489988- Lada 1200 hullu S
Suurkiitos tällaisesta laista.
Suuruusluokka voisi olla aivan oikea. Itse olisin arvannut lämpötilaa nollan ja viiden asteen välille. - aeija
Lada 1200 hullu S kirjoitti:
Suurkiitos tällaisesta laista.
Suuruusluokka voisi olla aivan oikea. Itse olisin arvannut lämpötilaa nollan ja viiden asteen välille.No jos se T=2 kun t=4, niin k=0,424 ja uusia arvoja:
1h-----58 astetta
2-------31
3------13
4------2
5------5,6 pakkasta
6------10 pakkasta
8------16 pakkasta - martta0
aeija kirjoitti:
No jos se T=2 kun t=4, niin k=0,424 ja uusia arvoja:
1h-----58 astetta
2-------31
3------13
4------2
5------5,6 pakkasta
6------10 pakkasta
8------16 pakkastaJos ladahullu viittisit mitata moottorin lämpötilan jostain sopivasta kohtaa esimerkiksi auton sammutushetkellä ja uudestaan vaikka tunnin kuluttua, niin saisit kohtuullisen hyvän arvion k:lle. Ja sitten vain Newtonia käyttämään...
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Jos yhdistät nimikirjaimet
Jos yhdistät sinun ja kaivattusi ensimmäisten nimien alkukirjaimet mitkä nimikirjaimet tulee? Sinun ensin ja sitten häne1086937- 954441
Mies vinkkinä sulle
Jos pyytäisit kahville tai ihan mihin vaan, niin lähtisin varmasti välittämättä muista493885- 513538
Kyllä se taitaa olla nyt näin
Minusta tuntuu et joku lyö nyt kapuloita rattaisiin että meidän välit menisi lopullisesti. Sinä halusit että tämä menee483522- 1903479
Odotan että sanot
Sitten siinä että haluaisit vielä jutella kahdestaan kanssani ja sitten kerrot hellästi että sinulla on ollut vaikea san242979- 672684
- 482532
- 131924