du hast aber einen großen Karton, wenn der schon 4 m hoch und 4 m breit ist
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ich muss gestehen eine Kleinigkeit vertan zu haben, wir haben in dem Fall haben wir nicht Q° (Wärmestrom) sondern Q die Wärme.
Also wir bekommen was in J (Joule) und nicht J/s (Joule/Sekunde)(also W(Watt)) heraus. Wenn wir es auf eine Zeit übertragen wollen müssten wir mit delta Tm also der mittleren logarithmischen Temperaturdifferenz rechnen, die sich aus (deltaTgr-deltaTkl)/(ln(deltaTgr/deltaTkl))) ergibt. delta Tgr wäre die größere Temperaturdifferent und deltaTkl die kleinere Temperaturdifferenz, wenn man zu 2 verschiedenen Zeitpunkten die Temperatur misst.
Also kommen wir zur Rechnung
Q= 0,15 W/m*K *(4m*4m) * 12K / 0,1m (Temperaturdiffernzen werden immer in Kelvin angegeben)
und erhalten die besagten 288 J
Wenn wir jetzt nicht nur die Pappe haben, sondern noch was isolierendes, würde man im Foruierschen Gesetz statt der Wärmeleitfähigkeit die Wärmeübergangszahl k nutzen.
Diese ergibt sich aus
k = 1/(s1/Lambda1+s2/Lambda2+...)
Bei diesem Beispiel redet man von der sogenannten Wärmeleitung.
Von Wärmeleitung spricht man wenn die Wärme bei Feststoffen übertragen wird.
Daneben gibt es noch 2 weitere Arten der Wärmeübertragung.
Wärmekonvektion und Wärmestrahlung
Die Wärmestrahlung wird von elektromagnetischen Wellen übertragen, zum Beispiel wenn die Sonne die Erde erwärmt. Darauf möchte ich nicht weiter eingehen (da kennt sich Nova-nyaa sicherlich besser aus)
Wärmekonvektion ist die Übertragung der Wärme durch Flüssigkeiten und Gase. Dabei muss zwischen freier Konvektion (wenn sich die Fluide freiwillig bewegen) und erzwungener Konvektion (wenn die Fluide z.B. durch Pumpen zur Bewegung gebracht werden) unterschieden werden.
Wie ihr euch sicherlich denken könnt, kommt selten eine Form der Wärmeübertragung allein. Das gute, man kann sie alle in die Wärmeübergangszahl einbringen. Das schlechte es ist bei Strömungen nicht so einfach mit s/Lambda getan. Statt dessen haben wir an diesen Stellen 1/Alpha, wobei Alpha der Wärmeübergangskoeffizient ist. Dieser setzt sich folgendermaßen zusammen.
Alpha = Nu * Lambda / dgl
Nu = Nusseltzahl
dgl = gleichwertiger bzw. hydraulischer Durchmesser
Diese beiden Werte sind von der durchflossenen Geometrie abhängig.
dgl = 4 * A/ U
A = benetzte Fläche, also die Flächen an denen wirklich das Fluid ist
U = Umfang
Die Nusseltzahl ist stark Geometrieabhängig, wird also in jedem Fall anders berechnet. Die Formeln dafür sind allerdings empirisch ermittelt (also durch Versuche, mit irgendeiner Logik kommt man da nicht weit).
Sie ist eine dimensionslose Kennzahl, die sich im Fall der erzwungenen Konvektion aus der Reynoldszahl (über die haben wir schonmal gesprochen, das werd ich später verlinken) und der Prandtlzahl (eine Stoffabhängige dimensionslose Kennzahl) zusammensetzt.
Als Beispiel schauen wir uns Nova-nyaas Lieblingsheizungsrohr an, auf dem er im kalten Winter so gerne schläft.
Zur Vereinfachung betrachten wir einfach nur, die Flüssigkeit in dem Rohr und behaupten es sei Wasser und berechnen den Wärmeleitkoeffizient von dieser. (Ich glaube die Wärmeübergangszahl kriegt ihr dann auch noch allein hin, und die Berechnung des Wärmestroms haben wir ja quasi schon gemacht).
Nova-nyaaa~, welchen Durchmesser hatte dein Heizungsrohr nochmal und wie schnell fließt das Wasser in ihm?
Commentaires (2)
In 2 Wochen kommt das vorgezogene Halloweenspecial, In 3 Wochen beantworten wir Ixs Frage, dann ist Halloweenpause und in meinen 3 Folgen vor Weihnachten hab ich was besonderes geplant, wobei ich da noch nicht weiß ob ich es wirklich hinkriege