Miten lasketaan esimerkiksi Auringon säteilyn peiliä lämmittävä vaikutus?
Peilin lämpeneminen?
MirrorSun
25
422
Vastaukset
- Vaikka_näin
Pitäisi tietää peilin absorptiokerroin. Hyvälaatuisten, pinnoitettujen laserpeilien heijastavuus on parhaimmillaan reilusti yli 99,5 prosenttia. Loppu (<0,5 %) absorboituu peiliin. Muilla peileillä absorptio on tätä suurempi. Absorboitunut osuus energiasta lämmittää peiliä.
Auringon maksimi säteilyteho Suomessa on noin 800 W/m². Tästä jos prosentti jää neliömetrin peiliin, niin lämmitysteho on vain 8 W. Sillä ei peili kummastikaan lämpene, sillä lämpöä siirtyy peilistä vielä sekä säteilemällä että konvektiolla ympäristöön. Vakiotilan lämpeneminen voidaan laskea kirjoittamalla peilin lämpötase, eli tuleva ja poistuva lämpöteho yhtä suureksi.- ToivottavastiOliApua
Toisaalt peilien heijastavuutta taidetaan mitata enimmäkseen näkyvän valon mukaan, joten tossa mieles lähti vähän hakoteille heti kättelyssä?
Koska eks just UV-säteet o se lämmittävä asia auringonvalossa.
Ja sitähän tässä kysyttiin.
Ja Quorasta löyty aika hyvä ketju peileistä ja UV-säteilystä, joten en jaksa nyt noita samoja asioita tässä alkaa toistamaan, joten: Here goes
www.(kopsaa tämä)quora.com/Do-mirrors-reflect-ultraviolet-light ToivottavastiOliApua kirjoitti:
Toisaalt peilien heijastavuutta taidetaan mitata enimmäkseen näkyvän valon mukaan, joten tossa mieles lähti vähän hakoteille heti kättelyssä?
Koska eks just UV-säteet o se lämmittävä asia auringonvalossa.
Ja sitähän tässä kysyttiin.
Ja Quorasta löyty aika hyvä ketju peileistä ja UV-säteilystä, joten en jaksa nyt noita samoja asioita tässä alkaa toistamaan, joten: Here goes
www.(kopsaa tämä)quora.com/Do-mirrors-reflect-ultraviolet-lightTaidat sotkea infrapunan ja UV:n keskenään. Merenpinnan tasolla Auringon säteilyn energiasta alle 7% on ultraviolettina (200-300nm), noin 45% näkyvää valoa (400-700nm) ja loput 48% infrapunaista säteilyä (700-2500nm).
Lasien absorptiokerroin infrapunasäteilylle on suurempi kuin näkyvälle valolle eli lähi-IR lämmittää lasia. Tämä koskee tietenkin vain ns. tavallisia peilejä, joissa heijastus tapahtuu lasikerroksen alla olevasta metallista. Etupinnastaan heijastavassa peilissä säteily ei kulje lasin läpi ollenkaan.
Pitkäaaltoinen IR - säteily ei läpäise lasia ollenkaan. Auringon valo ja lähi-IR siis lämmittää sujuvasti lasin takana olevan kappaleen, mutta kyseisen lämmenneen kappaleen itsensä lähettämä lämpösäteily pysähtyy lasikerrokseen kokonaisuudessaan.- VaiMitäMeinaat
En tiiä mitä mä sotkin, koska mä puhuin pelkästä UVsta?! :D
Ja jäi nyt sit kokonaan ottamatta selvää ton IR heijastuvuus ja säteilyvaikutus, mut sultahan noi on eks löyty.
Ja jos tosta näkyvästä valosta heijastuu peilistä takas jopa 99 % ton ylempänä kerrotun perusteella, niin senhän voi sit heittää melko samantien kokonaan suoraan roskakoriin, jollei sít haluu ihan hillittömän tarkka tota laskea. Joten jäljelle ei jää sit enää ku IR (Ja siitäkin vaan toi lähi-IR) ja UV.
Alkais varmaan jo noitten raakkausten jälkeen toi UVn 7 % osuuskin olemaan melko huomattava? - Vaikka_näin
VaiMitäMeinaat kirjoitti:
En tiiä mitä mä sotkin, koska mä puhuin pelkästä UVsta?! :D
Ja jäi nyt sit kokonaan ottamatta selvää ton IR heijastuvuus ja säteilyvaikutus, mut sultahan noi on eks löyty.
Ja jos tosta näkyvästä valosta heijastuu peilistä takas jopa 99 % ton ylempänä kerrotun perusteella, niin senhän voi sit heittää melko samantien kokonaan suoraan roskakoriin, jollei sít haluu ihan hillittömän tarkka tota laskea. Joten jäljelle ei jää sit enää ku IR (Ja siitäkin vaan toi lähi-IR) ja UV.
Alkais varmaan jo noitten raakkausten jälkeen toi UVn 7 % osuuskin olemaan melko huomattava?Jos nyt tarkastellaan, millä alueella auringon säteilyn teho sijaitsee, niin spektrin uv-alueen vaikutus on melko vähäinen, ks.
http://home.znet.com/schester/facts/integrated_solar_flux.gif
Sitä vastoin näkyvä valo ja infrapuna-alue on auringon säteilyspektrin hallitsevin osuus.
Otin esimerkiksi tuon laserpeilin, koska kapeakaistaisena sen absorptio saadaan hyvin vähäiseksi, eli se on absorption alalikiarvo. Laajakaistapeilien absorptio on tätä merkittävästi suurempi.
Koska kysyjän tarkoitus oli vain selvittää laskennan periaate, ei mielestäni ollut mitään syytä hifistellä absorption aallonpituusriippuvuudella, kun peilin tarkoituksesta, rakenteesta tai materiaalista ei ollut mitään tietoa. - VaiMeinaatkoMitä
Joo kyl mä jo Quorast jonku käppyrän tsekkasinki mis oli toi esitetty vieläki havainnollisemmin. Mut kiitti silti. Ja tolla nyt ei täs tapauksessa o välttämät kovinka paljon merkitystä et mitä säteilyalueitta ja missä määrin itse auringonvalo sisältää (toki sit lopulta ku aletaa laskemaa pitää tietää noikin) ennenku tiedetään et miten iso osa mistäki heijastuu takas, eks niin?
Toiki toki pitäs tietää, et heijastaako se peili jo ihan pinnasta, vai vasta pohjasta. Eikä se pahitteeks olis tietää sitä heijastavaa materiaaliakin. Ilman noita ton ratkaseminen on vähä arvuukauppaa.
Ja entiiä sit kuka on puhunu absorptiokertoimista, mut en ainakaan minä?! :D
Ja jos alottaja halus sille vaa jonku yleisluontosen vastauksen, ni sehän on sit helppo ku nappaa tost vaa ton 800 W/neliömetri ja ettii jostai jonku vähän-sinne-päi arvon et paljon peili heijastaa vastaanottamastaan valosta. :P
Ton ny osaa laskee jo peruskoulun matikalla, joten en oikee keksi et miks sitä pitäs ees täällä kysyä? - Vaikka_näin
VaiMeinaatkoMitä kirjoitti:
Joo kyl mä jo Quorast jonku käppyrän tsekkasinki mis oli toi esitetty vieläki havainnollisemmin. Mut kiitti silti. Ja tolla nyt ei täs tapauksessa o välttämät kovinka paljon merkitystä et mitä säteilyalueitta ja missä määrin itse auringonvalo sisältää (toki sit lopulta ku aletaa laskemaa pitää tietää noikin) ennenku tiedetään et miten iso osa mistäki heijastuu takas, eks niin?
Toiki toki pitäs tietää, et heijastaako se peili jo ihan pinnasta, vai vasta pohjasta. Eikä se pahitteeks olis tietää sitä heijastavaa materiaaliakin. Ilman noita ton ratkaseminen on vähä arvuukauppaa.
Ja entiiä sit kuka on puhunu absorptiokertoimista, mut en ainakaan minä?! :D
Ja jos alottaja halus sille vaa jonku yleisluontosen vastauksen, ni sehän on sit helppo ku nappaa tost vaa ton 800 W/neliömetri ja ettii jostai jonku vähän-sinne-päi arvon et paljon peili heijastaa vastaanottamastaan valosta. :P
Ton ny osaa laskee jo peruskoulun matikalla, joten en oikee keksi et miks sitä pitäs ees täällä kysyä?Tuota, tuota, nykyisessä peruskoulussako käsitellään jo säteilylämmönsiirto, jota ainakin minä olen pitänyt melkoisen haastavana, ainakin jos tarkkaan aikoo laskea?
Jo ulkopinnan tai rajapintojen konvektiokerrointen saaminen edes oikeaan kertaluokkaan on kohtuullisen vaikeaa, ja säteilylämmönsiirron emissio- sekä näkyvyyskertoimet ovat tätä vieläkin vaikeampia. - AnnaMunKaikkiKestää
Phew!
Säteilyn määrä per neliömetri: 800 W
Laske peilin pinta-ala (vissiin onnistuu peruskoun matemalla?)
Jaa.
(Sovitaan että) Peili heijastaa 90 % vastaanottamastaan säteilystä.
Paljon on 90 % edellisen jaon tuloksesta.
No? Kuin korkeeta matematiikkaa tossa nyt sit tarvittiin? :)
PS: Ja kotitehtäväks sulle mä jätän tällasen pienen luentunymmärtämistehtävän!
Mitä sun mielestä tarkoittaa suomeks lause:
"Ja jos alottaja halus sille vaa jonku yleisluontosen vastauksen, niin ..." - Vaikka_näin
AnnaMunKaikkiKestää kirjoitti:
Phew!
Säteilyn määrä per neliömetri: 800 W
Laske peilin pinta-ala (vissiin onnistuu peruskoun matemalla?)
Jaa.
(Sovitaan että) Peili heijastaa 90 % vastaanottamastaan säteilystä.
Paljon on 90 % edellisen jaon tuloksesta.
No? Kuin korkeeta matematiikkaa tossa nyt sit tarvittiin? :)
PS: Ja kotitehtäväks sulle mä jätän tällasen pienen luentunymmärtämistehtävän!
Mitä sun mielestä tarkoittaa suomeks lause:
"Ja jos alottaja halus sille vaa jonku yleisluontosen vastauksen, niin ..."Siis kerropa, paljonko ympäristöään lämpimämpi peili tuolla oletuksella on, jos peiliä ympäröivän ilman lämpotila on 20 °C. Peilin lämpötilan nousunhan kysyjä halusi tietää.
Aivan likimääräinen mutta perusteltu arvio riittää. - NoPassaskoTämä
Lisätehoo siis 80 W per neliömetri. Paha sanoo muuta, ku peilin kokoa ei tiedetä.
Huoneenlämpötilassa (mustan kappaleen) lämpösäteily on hieman vaille 400 W per neliömetri kun ympäristön lämpötila on tolla 22 astetta celsiusta (näkee ihan valmiista käyrästä, ei tartte laskea yhtään mitään). Lisätään siihe toi 80 W ja katotaan tosta käyrästä niin saahaan sellai öbaut 26 astetta. Aika hikisesti? Kysessä siis koko ajan oletus et peili on neliön kokonen, koska oikeeta ei tunneta.
Riittänee tarkkuudeks ihan vaan yleisluontoiseen ja aivan likimääräseen ja perusteltuun vastaukseen?
Jos haluut jatkaa epäyleisluontoseen vastaukseen (johan sulle selvis noitten ero?) varsinaiset kaavat löytyy tästä: https://fi.m.wikipedia.org/wiki/Lämpösäteily# - JaOlkoonkin
(Aini ois pitäny käyttää tota sun antamaa 20 astetta!? Noh se nyt meni näin, ni olkoon?)
- Vaikka_näin
JaOlkoonkin kirjoitti:
(Aini ois pitäny käyttää tota sun antamaa 20 astetta!? Noh se nyt meni näin, ni olkoon?)
Joskus sokeakin kana löytää jyvän. Tosin perusta on ollut mitä sattuu.
Kun laskee lämpenemisen likiarvon lähteen
https://ocw.mit.edu/courses/mechanical-engineering/2-997-direct-solar-thermal-to-electrical-energy-conversion-technologies-fall-2009/audio-lectures/MIT2_997F09_lec08.pdf
etusivun konvektiivisen ja radiatiivisen lämmönsiirron yhtälöillä ja hihasta ravitetuilla keskimääräisparametreillä, niin lämpenemiseksi saa 6,5 astetta. Hallitseva lämpöä poistava lämmönsiirtomekanismi on konvektio ja säteilyllä on asiaan sekundäärinen merkitys. - Kot_Kot
Säteilyllä on sekundaarinen merkitys, jos säteily on ainoa mikä lasia lämmittää?! AHA! :D
Ja lasilla (ikkuna) terminen konduktiivisyys näyttäis olevan aika tarkalleen 1, kun se esmes hyvällä lämmönjohteella kuparilla taasen on 400, joten ton perusteella lasi on varsin hyvä lämmöneriste (Voisko se olla syy et lasivillaa käytetään eristeenä?) eikä lämmönjohde, joten voi olla kohtalaisen huonosti hallitseva lämmönsiirtomekanismi lasin tapauksessa toi konvektio?
Haluatko etsiä uuden jyvän? :) - OopsIdidItAgain
Kot_Kot kirjoitti:
Säteilyllä on sekundaarinen merkitys, jos säteily on ainoa mikä lasia lämmittää?! AHA! :D
Ja lasilla (ikkuna) terminen konduktiivisyys näyttäis olevan aika tarkalleen 1, kun se esmes hyvällä lämmönjohteella kuparilla taasen on 400, joten ton perusteella lasi on varsin hyvä lämmöneriste (Voisko se olla syy et lasivillaa käytetään eristeenä?) eikä lämmönjohde, joten voi olla kohtalaisen huonosti hallitseva lämmönsiirtomekanismi lasin tapauksessa toi konvektio?
Haluatko etsiä uuden jyvän? :)Sori. Mul tais mennä nyt sekasin konvektio ja konduktio. Konvektio tosiaanki skulaa.
- Vaikka_näin
Kot_Kot kirjoitti:
Säteilyllä on sekundaarinen merkitys, jos säteily on ainoa mikä lasia lämmittää?! AHA! :D
Ja lasilla (ikkuna) terminen konduktiivisyys näyttäis olevan aika tarkalleen 1, kun se esmes hyvällä lämmönjohteella kuparilla taasen on 400, joten ton perusteella lasi on varsin hyvä lämmöneriste (Voisko se olla syy et lasivillaa käytetään eristeenä?) eikä lämmönjohde, joten voi olla kohtalaisen huonosti hallitseva lämmönsiirtomekanismi lasin tapauksessa toi konvektio?
Haluatko etsiä uuden jyvän? :)Kannattaa lukea, mitä on kirjoitettu, ennen kuin ryhtyy laatimaan vastausta. Kirjoitin nimittäin: "Hallitseva lämpöä poistava lämmönsiirtomekanismi..."
Lämmön johtuminen pelissä taas yhdessä säteilyn absorption ja peilin pinnassa tapahtuvan lämmön poistumisen kanssa määrittävät sen, millainen lämpötilajakauma peiliin syntyy. Edellä esittämäni laskelma oli vain suuruusluokkamääritys, Tarkat laskelmat vaatisivat tietenkin tarkat tiedot peilistä eli sen geometriasta ja materiaalista.
Lillukoinnin voi viedä vieläkin pitemmälle ottamalla huomioon tulevan säteilyn spektrin sekä materiaaliparametrien aallonpituus- ja lämpötilariippuvuudet. Tosin pinnan emissiviteettiin ja konvektiokertoimeen voivat vaikuttaa hyvin pienetkin käytännön tekijät kuten pinnan likaantuminen, niin kuin täällä joku kirjoittaja jo mainitsi. - HuuruaPäässä
Juu. Sitähän mä itekin tossa jo paljo aikasemminki arvelin et noilla nykysillä lähtöarvoilla ja -tiedoilla ei lasketa vielä juuri mitää. Jos aletaan vähänki tarkemmi laskemaan. Kaikista helpoimmalla ton laskun kans pääsis toki sillä et heijastava pinnote olis höyrytetty peilin etupinnalle, jollon lämpenemisessä ei tarvis ottaa huomioon ku sen lämpeneminen, koska itse peilin lasiin siitä johtuis nii häviävän pien osa lämmöstä et sen vois melko huoletta jättää kokonaan pois laskuista. (Ellei sit ihan über-tarkkaa tulosta haeta). Mut senkin materiaali pitäs sit tietää.
PS: Ja kyllä mä luinki, mut jotenki meni tos ylmyöhää jo kaalissa noi kaks asiaa keskenää sekasin?! :D Ilmankos suunnitteluhommat ei olekka kolmivuorotöitä!? :/
Peilien lämpeneminen on tietyissä laserlaitteissa todellinen ongelma. Kilowattiluokan hiilidioksidilasereissa peilejä joudutaan jäähdyttämään vesikierrolla jotta ne eivät ylikuumene.
Auringon valon tapauksessa peilien kuumenemisongelmat tulevat vastaan harvoin. Tietyntyyppisissä aurinkovoimaloissa voi olla valoa fokusoimassa apupeilejä, joihin kohdistuu useammasta valoa keräävästä peilistä samanaikaisesti tuleva valo ja nuo apupeilit sitten tarvitsevat aktiivista jäähdytystä.
Peilin pintaan kertyvä pöly ja lika on tässä lisäongelman aiheuttajana. Vaikka itse peilimateriaali olisi heijastuskertoimeltaan kuinka hyvä tahansa niin sen pinnalla oleva pöly absorboi valoa ja kuumenee kuumentaen peilin materiaalia. Autiomaa - olosuhteissa tuuli kuljettaa aina pölyksi muuttunutta hiekkaa ja suuria aurinkovoimaloita on suunniteltu nimenomaan autiomaihin.- logiikka.rules
Kaikenlaista pashaa voi lässyttää ja säveltää. Oikeasti peili ei lämpene koska se heijastaa fotonit takaisin avaruuteen.
- Pyyhi_logiikallasi
logiikka.rules kirjoitti:
Kaikenlaista pashaa voi lässyttää ja säveltää. Oikeasti peili ei lämpene koska se heijastaa fotonit takaisin avaruuteen.
Olet oikeassa. Aito peili heijastaa kaikki fotonit takaisin.
Ongelma on vain siinä, ettei aitoja peilejä ole olemassa reaalimaailmassa.
- AvaruusPeili
Eikös tuollaiset erilaiset "vaikutukset" aina mitata tarkoilla mittalaitteilla. Isoissa peileissä muodonmuutokset ovat merkittäviä. Avaruudessa ja ilmakehässä erilaiset vaikutukset.
- Vaikka_näin
Nyt ei ollut kysymys peilin lämpenemisen vaikutuksista, vaan vasta lämpenemisestä. Tietysti peilin lämmönsiirrossa on eroa: avaruudessa tapahtuu ulospäin vain säteilylämmönsiiirtoa, ilmakehässä myös konvektiota.
- LyhyestäVirsiKaunis
No!
Vedetään sit mutkaks suoriks!
Peili on lasia, kuten ikkunakin, ja ikkuna ei lämpene edes pahimmillakaan helteillä paljon paskaakaan, joten mun vastaus on:
Ei paljon paskaakaan! :D
PS: Ainakin jos heijastuspinta on peilin takapuolella.
Hmmm ... No jätetään nyt yks mutkakin matkaan. Koska heijastuuhan se peilin tapauksessa se säteily takasinkin päin ikkunaan verrattuna, joten vastaakin:
2 * ei paljon paskaakaan! - pöol8ki7ju
Mikä on kulman vaikutus?
- krkfjrormfnoe
Kaava siihen löytyy tuolt ylempää tosta wikin lämpösäteily linkin takaa kohdan "Säteilyn teho" ihan alusta.
(Perhana ku noit valmiita kaavoja ei saa tänne kopsattuu mitenkä fiksusti! :/ )
- martta00
Olkoon alkuarvot: q = 800 W/m^2, pinnan absorptiokerroin alfa a = 0,05, konvektiivinen lämmönsiirtokerroin h = 10 W/(m^2K), pinnan emissiviteetti epsilon e = 0,05, Tp pintalämpötila ja Tu ympäristön lämpötila 20 C ja vielä säteilyvakio sigma = 5,67*10^-8 W/(m^2K^4).
tasapainoyhtälö on: aq = h(Tp - Tu) e*sigma*(Tp^4 - Tu^4)
0,05*800 = 10*(Tp - 293) 0,05*5,67*10^-8*(Tp^4 - 293^4), josta vaikkapa wolframilla Tp = 297 K eli 24 Celsius-astetta. Eli pinta lämpenee 4 astetta ympäristöä kuumemmaksi.
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Eikö Marin ollut oikeassa kokoomuksen ja persujen toiminnasta
Ennen vaaleja Marin kertoi mitä kokoomus tulisi hallituksessa tekemään ja tietysti persut suostuu kaikkeen, mitä kokoomu2852499Seiska: Konsta Hietanen ja Aami-rakas iltamenoissa - Salkkareista Aami täräyttää: "Sarja oli..."
Konsta Hietanen jätti Salatut elämät -draamasarjan tänä syksynä. Konstaa kyllä kaivataan vieläkin Salkkareissa! Lue li31731- 1071557
Kohuttu Iida Vainio mursi hiljaisuuden -Näin raskaus vaikutti Farmi-kuvauksissa: "Saattoi ruveta..."
Ihanaa odotusta, tsemppiä ja voimia Iida! Iida Vainio ja Archie Cruz eli Arttu Kuosmanen asuvat yhdessä Helsingissä ja o161489Avoin kirje sinulle
Rakas, Kirjoitan sinulle nyt, vaikka sanat tuntuvat niin vaatimattomilta siihen, mitä sydämeni on kantanut sisällään ni411212Sullahan oli ihan valtavat t...., nainen
Aivan suunnattomat ja hyvin muodostuneet. Luulisi että olisit uskaltanut tehdä selvän aloitteen jos jotain haluat. Miksi561046- 571021
- 53891
- 39854
- 49846