Ocena wątku:
  • 0 głosów - średnia: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Wymiana ciepla
#21
Sofeicz napisał(a):Muszę jeszcze poszperać, bo to co zamieściłeś to normalna instalacja odwróconej chłodziarki z czynnikiem roboczym, pompą, parownikiem, zaworem dławiącym etc.
Tam były po prostu jakieś komory przedzielone cienkimi membranami z folii metalowej (nie było żadnych przemian fazowych).
I mając do dyspozycji dużą ilość ciepłej cieczy zamieniały ją na mniejszą ilość cieczy gorącej.
Mam do przejrzenia parę kilogramów starych numerów MT ale może znajdę.

Ten niemiecki rysunek nie jest najlepszy. Mam polski, ale musialbym zeskanowac. Nie ma zadnych przemian fazowych. Jest jedynie pompa dla cieczy, kilka wymiennikow ciepla oraz zwykly zawor (dlawika tam nie ma).

Schemat, ktory moze Cie zainteresowac:
[Obrazek: themen_0113_38.jpg]
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz
#22
Szczegolnie w chemii budowlanej istotnym problemem jest wlasciwa izolacja cieplna. Od tysiecy lat uzywa sie do tego najrozniejszych gotowych materialow naturalnych jak drewno, glina, ziemia czy kamien, a nawet pewne rodzaje skal - azbest. Problem z materialami jest taki, ze ulegaja niepozadanej degradacji biologicznej, sa palne (drewno, styropian) lub stanowia zagrozenie dla zdrowia (azbest). Nowy material musi byc zatem syntetyczny, ale jednoczesnie szerokodostepny, latwy w montazu i niedrogi. Ten material odkryto w latach 30'tych XXw, lecz dopiero od 30 lat na tyle udoskonalono, ze jego cena stala sie przystepna. Obecnie wchodzi on do uzycia w budownictwie (Niemcy).
[Obrazek: 170px-Aerogel_matches.jpg]

Mowa o aerogelu. Jak sie go otrzymuje, mozna znalezc w internecie. Dla informacji podaje niektore parametry istotne dla inzynierow:
[latex]\lambda = 0,018 \frac{W}{mK}[/latex]
[latex]\rho = 100 \frac{kg}{m^3}[/latex] - tak, to nie pomylka!
Niech jego niezwykle wlasnosci najlepiej oddadza takie wyliczenia:

Niech bedzie pomieszczenie w ktorym panuje temperatura t0=25°C, a na zewnatrz niech bedzie tu=-15°C. Sciana liczac od wewnatrz sklada sie z nastepujacych warstw:
1. Tynk1
d = 0,005 m
[latex]\lambda = 0,79 \frac{W}{mK}[/latex]
2. Mur ceglany
d = 0,24 m
[latex]\lambda = 0,35 \frac{W}{mK}[/latex]
3. Izolacja
d = 0,05 m
[latex]\lambda = 0,018 \frac{W}{mK}[/latex]
4. Tynk2
d = 0,025 m
[latex]\lambda = 0,14 \frac{W}{mK}[/latex]

[latex]\alpha_i = 6 \frac{W}{m^2K}[/latex]
[latex]\alpha_a = 15 \frac{W}{m^2K}[/latex]

Jaki jest strumien ciepla na 1 m2 oraz jakie panuja temperatury na powierzchni warstw?

Dla scian plaskich wazny jest nastepujacy wzor:
[latex]\frac{1}{k}=\frac{1}{\alpha_i}+\frac{s_1}{\lambda_1}+\frac{s_2}{\lambda_2}+\frac{s_3}{\lambda_3}+\frac{s_4}{\lambda_4}+\frac{1}{\alpha_a}[/latex] czyli
[latex]\frac{1}{k}=\frac{1}{6\frac{W}{m^2K}}+\frac{0,005m}{0,79\frac{W}{mK}}+\frac{0,24m}{0,35\frac{W}{mK}}+\frac{0,05m}{0,018\frac{W}{mK}}+\frac{0,025m}{0,14\frac{W}{mK}}+\frac{1}{15\frac{W}{m^2K}}[/latex]
[latex]k=0,2576 \frac{W}{m^2K}[/latex]
[latex]\dot{Q}=KA\left (T_1-T_u\right )=0,2576\frac{W}{m^2K}1m^2\left (298,15-258,15\right )K=10,30W[/latex]
[latex]\dot q = \frac{\dot Q}{A}[/latex]

Temperatury:
Przy powierzchni tynku1
[latex]T_1=T_0-\frac{\dot q}{\alpha_i}=298,15K-\frac{10,30\frac{W}{m^2}}{6\frac{W}{m^2K}}=296,43 K[/latex]
Miedzy 1 a 2 warstwa:
[latex]T_{12}=T_1-\frac{\dot qd_1}{\lambda_1}=296,43K-\frac{10,30\frac{W}{m^2}0,005m}{0,79\frac{W}{mK}}=296,37K[/latex]
Miedzy 2 a 3 warstwa:
[latex]T_{23}=T_{12}-\frac{\dot qd_2}{\lambda_2}=296,37K-\frac{10,30\frac{W}{m^2}0,24m}{0,35\frac{W}{mK}}=289,30 K[/latex]
Miedzy 3 a 4 warstwa:
[latex]T_{34}=T_{23}-\frac{\dot qd_3}{\lambda_3}=289,30K-\frac{10,30\frac{W}{m^2}0,05m}{0,018\frac{W}{mK}}=260,68 K[/latex]
Przy powierzchni tynku 2:
[latex]T_{45}=T_{34}-\frac{\dot qd_4}{\lambda_4}=260,68K-\frac{10,30\frac{W}{m^2}0,025m}{0,14\frac{W}{mK}}=258,84 K[/latex]

Najwiekszy spadek temperatury jest w warstwie izolacyjnej. Aby uniknac kondensacji wody (punkt rosy) stosuje sie dodatkowo prozniowe opakowanie foliowe, [Obrazek: 1923.jpg]
bo krzemionka mimo wspanialych wlasnosci izolacyjnych jest higroskopijna. Takie rozwiazania sa juz na rynku, co obniza wartosci lambda az do 0,004-0,008 [latex]\frac{W}{mK}[/latex]!
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz
#23
Schemat ciekawy (słabo u mnie z niemieckim).
Właśnie o to chodzi, żeby podnieść temp. cieczy roboczej.

A co do materiałów izolacyjnych, to zapomniałeś o wełnie mineralnej.
Materiał prawie bez wad, niepalny, o bardzo dobrych właściwościach cieplnych.
A aerożele są teoretycznie bezkonkurencyjne ale drogie i bardzo kruche (płytki izolacyjne promów kosmicznych).
Chyba że jakoś je zmodyfikowali i potanili.
A nas Łódź urzekła szara - łódzki kurz i dym.
Odpowiedz
#24
Sofeicz napisał(a):Schemat ciekawy (słabo u mnie z niemieckim).
Właśnie o to chodzi, żeby podnieść temp. cieczy roboczej.

Sonnenkollektor - kolektor sloneczny
Kaltwasser - doplyw zimnej wody
Warmwasser - odplyw cieplej wody
Wärmepumpe - pompa ciepla
Trinkwasserspeicher - zbiornik wody pitnej
Heizkreis - obieg zewnetrznego zrodla ciepla np palnik gazowy
Erdreichwämeübertrager - wymiennik ciepla umieszczony w ziemi
niebieska linia - zimna woda
czerwona linia - ciepla woda

Sofeicz napisał(a):A co do materiałów izolacyjnych, to zapomniałeś o wełnie mineralnej.
Materiał prawie bez wad, niepalny, o bardzo dobrych właściwościach cieplnych.
A aerożele są teoretycznie bezkonkurencyjne ale drogie i bardzo kruche (płytki izolacyjne promów kosmicznych).
Chyba że jakoś je zmodyfikowali i potanili.

Zgadza sie. Specjalnie napisalem tendencyjnie, aby zgrabnie napisac o aerogelu. Welna mineralna znana jest od lat.
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz
#25
Swego czasu czytałem o izolowaniu termicznym modułów stacji kosmicznej.
Rosjanie dysponują taką technologią, że warstwa izolacji ma współczynnik przenikalności cieplnej równy 6 metrom styropianu.
A nas Łódź urzekła szara - łódzki kurz i dym.
Odpowiedz
#26
Sofeicz napisał(a):Swego czasu czytałem o izolowaniu termicznym modułów stacji kosmicznej.
Rosjanie dysponują taką technologią, że warstwa izolacji ma współczynnik przenikalności cieplnej równy 6 metrom styropianu.

Najlepsza izolacje daja panele prozniowe - wtedy zostaje tylko promieniowanie. Jest tylko kwestia odpowiedniego rozwiazania technicznego.
Cytat:Mit Vakuumdämmplatten lassen sich Wärmeleitfähigkeiten von weniger als 0,004 W·m–1·K–1 realisieren, eine Vakuumdämmplatte mit 2 cm Dicke kann eine Styroporplatte mit 20 cm Dicke ersetzen.

Czyli 10 krotnie mniej. Jesli jest prawda co mowisz, taki pancerz musialby miec minimum 0,6m grubosci.

Cytat:einige Lambda-Werte zum Vergleich (die Bandbreiten ergeben sich z.B. aus der Festigkeit / Rohdichte des jeweiligen Baustoffes):

intakte/evakuierte Vakuum-Isolationspaneele (VIPs): 0,004 - 0,008 W/mK
beschädigte (Nicht-mehr-)Vakuum-Isolationspaneele: 0,02 W/mK
Aerogel/Nanogel: 0,013 - 0,018 W/mK
Aerowolle (Steinwolle mit Aerogel von Rockwool): 0,019 W/mK
Calostat (Wärmedämmplatte aus pyrogener Kieselsäure): 0,019 W/mK
Phenolharz/Resol-Hartschaumplatten: 0,022 - 0,025 W/mK
Polyurethan-Hartschaum (PUR): 0,024 - 0,035 W/mK
Neopor (weiterentwickeltes "Styropor" / EPS von BASF): 0,030 - 0,034 W/mK
Expandiertes Polystyrol (EPS) 0,032 - 0,040 W/mK
Extrudiertes Polystyrol (XPS): 0,032 - 0,040 W/mK
Mineralwolle: 0,030 - 0,050 W/mK
Polyestervlies: 0,034 - 0,041 W/mK
Schaumglas: 0,038 - 0,070 W/mK
Schafwolle: 0,040 - 0,045 W/mK
Holzfaser: 0,040 W/mK
Flachsmatten: 0,040 W/mK
Wiesengras: 0,040 W/mK
Zelluloseflocken und -platten: 0,040 W/mK
Imprägnierte Zellulose: 0,040 - 0,050 W/mK
Kork: 0,040 – 0,050 W/mK
Holzfaserdämmplatten: 0,040 - 0,052 W/mK
Perlite: 0,040 - 0,060 W/mK
Hanfmatten: 0,040 - 0,050 W/mK
Kokos: 0,045 W/mK
Mineraldämmplatten: ~0,045 W/mK
Kork: 0,045 - 0,050 W/mK
loser Hanf: 0,048 W/mK
HOIZ (Dämmstoff aus Holzspänen, Soda und Molke von Baufritz): 0,049 W/mK
Seegras: 0,049 W/mK
Schilfrohr: 0,055 W/mK
Typha(Rohrkolben)Dämmplatten: 0,055 W/mK
Baustrohballen: 0,045 - 0,080 W/mK
Purenit (PUR-Recyclat von Puren): 0,060 - 0,10 W/mK
Blähglas (Schaumglas-Granulat): 0,060 - 0,120 W/mK
gefüllter Ziegelstein: ~0,08 W/mK
Porenbeton: 0,08 - 0,21 W/mK
Holz: ~0,13 W/mK
Blähton: 0,10 - 0,16 W/mK
Edelstahl Rostfrei: 15 W/mK
unlegierter Stahl: > 50 W/mK
Aluminium: > 115 W/mK
Kupfer: > 380 W/mK
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz
#27
Z tego, co znalazłem to są wielowarstwowe panele próżniowe.
Cytat:Sistema Obespecheniya Teplovogo Rezhima, SOTR
The system is designed to maintain normal temperature (18 - 25 degrees C) and humidity ( 20 - 80 percent) inside habitable sections of the spacecraft and the nominal temperature (0 - 40 degrees C) for the vehicle's systems and structures. The system includes both active and passive elements, among them thermal insulation known by its Russian acronym EVI, for Ekranno-Vacuumnaya Izolyatsiya, EVI, a ventilation system, and internal and external liquid cooling loops.

A classical seven-ton Soyuz vehicle consists of three major components, providing for every stage of flight from orbital insertion to landing. To protect the ship's systems from extreme temperature swings in space, all its surfaces exposed to space, except for active elements of sensors, antennas, windows, the docking hardware, thruster nozzles and radiator panels, are blanketed by multilayer vacuum-screen thermal insulation.
A nas Łódź urzekła szara - łódzki kurz i dym.
Odpowiedz
#28
Sofeicz napisał(a):Z tego, co znalazłem to są wielowarstwowe panele próżniowe.

Musielby zejsc z lambda do 0,002-0,003 W/(mK). Wtedy by sie zgadzalo.

Dzisiaj na jarmarkcie widzialem oto taka zabawke za 28 €:
[Obrazek: 220px-Radiometer_9965_Nevit.gif]
Wiesz na jakiej zasadzie to dziala? Ja wiem.
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz
#29
Pewnie ten wiatraczek jest osadzony w bańce próżniowej i reaguje na ciśnienie światła.
A nas Łódź urzekła szara - łódzki kurz i dym.
Odpowiedz
#30
Sofeicz napisał(a):Pewnie ten wiatraczek jest osadzony w bańce próżniowej i reaguje na ciśnienie światła.

Niezupelnie. Posrebrzana i ciemna strona skrzydel roznie sie nagrzewa. W bance nie ma calkowitej prozni, jest silnie rozrzedzony gaz. W ruch skrzydla wprawia lokalna roznica cisnien gazu.
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz
#31
Mojemu siostrzencowi pod choinke kupilem w TEDIm za 1 € pakiecik grzewczy z octanem sodu. Ma on ksztalt prostokatny z blaszka w srodku, podobny do wczesniej zalaczonego na fotce. Chcialem oszacowac ilosc ciepla, ktory towarzyszy procesowi krystalizacji. Jak to zrobic w domowych warunkach?

Przygotowania
Do tego potrzeby jest termos, termometr, kawalek cienkiego drutu i odwazka wody. Zwazylem zakupiony pakiet - masa 80g. Po czym zawinalem mocujac go wokol druta tesa. Pakiecik na drucie moglem swobodnie wkladac i wyjmowac z termosa. Wlalem do termosa 535 g wody i umiescilem pakiecik na drucie calkowicie go zanurzajac w cieczy. Zostawilem go tak w termosie z woda, aby wyrownaly sie temperatury. Zmierzylem po 2 godzinach temperature 16,9°C

Pomiar

Gdy z termosa zostanie wyciagniety pakiet, trzeba nacisnac blaszke i szybko umiescic pakiecik z powrotem termosie. W ciagu kilku sekund pakiecik kamienieje zamieniajac sie w zestalony kawalek octanu sodu. Podczas krystalizacji wydziela sie cieplo, ktore pochlaniane jest w wodzie. Wazne jest, aby mieszac zawartosc termosa. Pomiar polega na obserwacji wzrostu temperatury wody w czasie, przy czym jest istotne zanotowanie maksymalnej temperatury wody. Po 28 minutach zanotowalem 22,0°C.

Obliczenia
535g wody zostanie ogrzana z temperatury t0=16,9 do tk=22°C gdy proces sie skonczy. Ciekly octan sodu ma poczatkowa temperature t0=16,9, a w momencie krystalizacji 58°C. Lecz zanurzony w wodzie oddaje nadmiarowe cieplo i po 30 minutach uzyskuje temperature tk wody. Zatem:

[latex]Cp_wm_w\left ( T_k -T_0\right)+Cp_sm_s\left ( T_t-T_k \right )=m_s\Delta H_m[/latex]

gdzie [latex]\Delta H_m[/latex] jest poszukiwanym cieplem krystalizacji kilograma octanu sodu. Z literatury mozna znalezc nastepujace dane:
[latex]Cp_w=4184\frac{J}{kgK}[/latex]
[latex]Cp_s=2790\frac{J}{kgK}[/latex]
[latex]T_t=58°C[/latex]

A wiec:
[latex]4184\frac{J}{kgK}0,535kg\left (295,15 -290,05\right)K+2790\frac{J}{kgK}0,08kg\left (331,15-290,05\right)K=0,08kg\Delta H_m[/latex]

Otrzymujemy [latex]\Delta H_m=243,14\frac{kJ}{kg}[/latex]. Wartosc literaturowa: [latex]\Delta H_m=260\pm 11\frac{kJ}{kg}[/latex], co jest dobrym wynikiem jak na prymitywne warunki domowe.
"Podwładny powinien przed obliczem przełożonego mieć wygląd lichy i durnowaty tak, by swoim pojmowaniem istoty sprawy nie peszyć przełożonego" - ukaz cara Rosji Piotra I z 9 grudnia 1708 roku
 "Cudów nie ma" - Józef Stalin
Odpowiedz


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości