Beste allemaal,
ik wil een nevelkamer koelen met peltiers, maar ik wal graag uitrekenen hoeveel warmte ik per seconde/minuut uit de kamer van 15x15x15 cm moet halen om in iedergeval de onderste helft (waar gekoeld wordt) op een temperatuur van -80 te houden. De inhoud van de kamer bestaat uit een alcohol damp. Ik wou dit doen met behulp van peltierelemten bevestigd op een alu plaat van ca 7mm dik.
Alvast bedankt
Laatste berichten
-
22:08
wig 11
-
21:37
speciale rel. theorie 12
-
21:22
[scheikunde] vraag Chemie - wat is de oplossing? 11
-
20:14
Aardlek-schakelaar 2
-
15:56
Programmeren met vectoren 6
-
14:53
Straatklok loopt 5 minuten voor 12
-
25 apr
Gravity and gravitation 4
-
25 apr
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 10
-
25 apr
Vogels in de stad zijn goede klussers 2
-
25 apr
Rood laserlicht 3
-
25 apr
Herleiden afmetingen vanaf een foto 21
-
25 apr
[wiskunde] Prijs Product per KG; Alternatief Inzicht 3
-
25 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 9
-
25 apr
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 17
-
25 apr
[natuurkunde] kroon van koning op Syracuse 10
-
25 apr
2013 – Augustus Vraag 3 3
-
24 apr
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
24 apr
positie 2
-
24 apr
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Nevelkamer koelen
Moderator: physicalattraction
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Nevelkamer koelen
Om de boel op -80 oC te houden moet alle warmte afgevoerd worden die door de wanden de nevelkamer binnenkomt.
Die hoeveelheid warmte is afhankelijk van het type en de dikte van de isolatie van de nevelkamer.
Die hoeveelheid warmte is afhankelijk van het type en de dikte van de isolatie van de nevelkamer.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Nevelkamer koelen
Plexiglas heeft een warmtegeleidningscoefficient van 0,2 W/m.K en isoleert nauwelijks.
De partiële warmteoverdrachtscoefficient van de 5 mm plexiglas wand is: hw = 0,2 W/m.K / 0,005 m = 40 W/m2.K
De warmteoverdracht wordt vrijwel volledig bepaald door natuurlijke convectie van de lucht aan de buitenzijde en de damp aan de binnenzijde van de nevelkamer.
Voor de lucht aan de buitenzijde schat ik een partiële warmteoverdrachtscoefficient van ho = 6 W/m2.K voor de vertikale wanden en iets minder voor boven- en onderzijde.
Voor de damp aan de binnenzijde weet ik het niet. Is dit pure alcoholdamp? Of gemengd met lucht? Is de druk atmosferisch of wat anders?
Als ik nu even aanneem dat de partiële warmteoverdrachtscoefficient van de damp aan de binnenzijde ongeveer gelijk is aan die aan de buitenzijde dan is hi = 6 W/m2.K
Als ik het kleine verschil in oppervlak tussen binnenzijde en buitenzijde van de nevelkamer verwaarloos dan geldt voor de totale warmteoverdrachtscoefficient U geldt nu: U = 1 / (1/ho + 1/hw + 1/hi) = 2,8 W/m2.K
Het totale oppervlak van de nevelkamer is 0,135 m2 (6 wanden van 15 cm vierkant) en het temperatuursverschil is dat tussen 20 oC en -80 oC, oftewel 100 oC.
De warmteoverdracht door convectie van omgeving naar nevelkamer is dan: Qc = 2,8 * 0,135 * 100 = 38 Watt.
Daarbovenop is er nog warmteoverdracht door straling Qr die maximaal 340 W/m2 zou zijn als de nevelkamer van binnen zwart was. In werkelijkheid is dat niet zo (toch?) en zal het wat minder zijn. Nemen we de helft hiervan dan krijgen we dat Qr = 340/2 W/m2 * 0,135 m2 = 23 Watt
De totale hoeveelheid warmte die de nevelkamer binnendringt door convectie plus straling is dus ruwweg Qc + Qr = 38 + 23 = 61 Watt.
Dit is slechts een ruwe schatting voor jouw ongeisoleerde nevelkamer, het kan eigenlijk alles tussen 50 en 100 Watt zijn.
Bedenk wel dat de wandtemperatuur van die plexiglas nevelkamer erg laag zal zijn zodat er waterdamp uit de omgevingslucht op zal bevriezen. Ik heb geen verstand van nevelkamers maar ik vermoed dat je dan niets meer ziet?
De partiële warmteoverdrachtscoefficient van de 5 mm plexiglas wand is: hw = 0,2 W/m.K / 0,005 m = 40 W/m2.K
De warmteoverdracht wordt vrijwel volledig bepaald door natuurlijke convectie van de lucht aan de buitenzijde en de damp aan de binnenzijde van de nevelkamer.
Voor de lucht aan de buitenzijde schat ik een partiële warmteoverdrachtscoefficient van ho = 6 W/m2.K voor de vertikale wanden en iets minder voor boven- en onderzijde.
Voor de damp aan de binnenzijde weet ik het niet. Is dit pure alcoholdamp? Of gemengd met lucht? Is de druk atmosferisch of wat anders?
Als ik nu even aanneem dat de partiële warmteoverdrachtscoefficient van de damp aan de binnenzijde ongeveer gelijk is aan die aan de buitenzijde dan is hi = 6 W/m2.K
Als ik het kleine verschil in oppervlak tussen binnenzijde en buitenzijde van de nevelkamer verwaarloos dan geldt voor de totale warmteoverdrachtscoefficient U geldt nu: U = 1 / (1/ho + 1/hw + 1/hi) = 2,8 W/m2.K
Het totale oppervlak van de nevelkamer is 0,135 m2 (6 wanden van 15 cm vierkant) en het temperatuursverschil is dat tussen 20 oC en -80 oC, oftewel 100 oC.
De warmteoverdracht door convectie van omgeving naar nevelkamer is dan: Qc = 2,8 * 0,135 * 100 = 38 Watt.
Daarbovenop is er nog warmteoverdracht door straling Qr die maximaal 340 W/m2 zou zijn als de nevelkamer van binnen zwart was. In werkelijkheid is dat niet zo (toch?) en zal het wat minder zijn. Nemen we de helft hiervan dan krijgen we dat Qr = 340/2 W/m2 * 0,135 m2 = 23 Watt
De totale hoeveelheid warmte die de nevelkamer binnendringt door convectie plus straling is dus ruwweg Qc + Qr = 38 + 23 = 61 Watt.
Dit is slechts een ruwe schatting voor jouw ongeisoleerde nevelkamer, het kan eigenlijk alles tussen 50 en 100 Watt zijn.
Bedenk wel dat de wandtemperatuur van die plexiglas nevelkamer erg laag zal zijn zodat er waterdamp uit de omgevingslucht op zal bevriezen. Ik heb geen verstand van nevelkamers maar ik vermoed dat je dan niets meer ziet?
Hydrogen economy is a Hype.
