Springen naar inhoud

Afkoeltijd berekenen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Munna

    Munna


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 november 2011 - 10:52

Hallo mensen op Wetenschapsforum.nl,

Deze week zijn wij op school begonnen met een project waarbij wij een koelbox moeten maken met een nieuwe materiaal.
Graag zouden wij voorspellingen willen maken over de afkoeltijd van het koelbox wanneer er water in zit met een temperatuur van 90 *C.

Deze koelbox is een 'box' met 3 lagen van verschillende materialen, deze materialen zijn tevens ook slechte warmtegeleiders. Eťn van de materialen is een nieuwe materiaal (genaamd Bluedec), met een warmtegeleidingcoŽfficient van 0,0135 W/m*C. De andere heeft k = 0,26 W/m*C.

Schets:
Geplaatste afbeelding

Nu zouden wij graag willen voorspellen hoe lang het duurt om 1 liter water met een temperatuur van 90 *C af te koelen naar 22,5 *C (kamertemperatuur).

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Munna

    Munna


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 november 2011 - 12:06

Wij hebben de warmtestroom berekend in 1 dimensie (van 90 naar 22,5 *C), hierbij zijn we uitgekomen op Q = 1,53 J/s. Wij hebben ook de tijd berekent voor hoe lang het duurt om van 90 naar 50 graden te gaan, hierbij kwamen wij uit op ongeveer 52 uur. Dit is echter in 1 dimensie, en of het overeen komt met afkoeling bij 3 dimensies betwijfel ik. Graag zou ik willen weten of de warmtestroom bij 1 dimensie aanneembaar is om te gebruiken om een functie samen te stellen voor de gehele koelbox?

Om de functie samen te stellen maak ik trouwens gebruik van Newton's Law of Cooling (http://ugrad.math.ub...ffeqs/cool.html).

Veranderd door Munna, 08 november 2011 - 12:07


#3

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 08 november 2011 - 12:14

Lees ook eens dit topic

3 dimensies zal niet veel uitmaken, tenzij de dikte van de isolatie heel erg groot is t.o.v. de afmetingen van de koelbox.

Veranderd door Fred F., 08 november 2011 - 12:18

Hydrogen economy is a Hype.

#4

Munna

    Munna


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 november 2011 - 15:04

Bedankt voor de reactie. Wij zijn erachter gekomen dat de manier die wij gebruikt hebben om de koelingstijd te berekenen fout is.

Ik vroeg me af of je mij kunt uitleggen wat die 'c' precies inhoudt dat je laat zien in de uitleg bij de andere topic.

#5

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 08 november 2011 - 17:52

Zoals daar staat: c = W/(U.A) = m.Cp/(U.A)

Mijn c is in feite de reciproke van de k die in jouw internetlink staat, dus c = 1/k
Ik vind het handiger om met c te rekenen i.p.v. k zodat de getalswaarde niet absurd klein is.

Definieer E = energieinhoud koelbox, dan is E = m.Cp.T

Afkoeling: dE/dt = U.A.(To - T)

m.Cp.dT/dt = U.A.(To - T)

dT/dt = (U.A/(m.Cp)).(To - T)

Stel k = U.A/(m.Cp) en c = 1/k = m.Cp/(U.A) = W/(U.A)

dT/(To - T) = k.dt

d(To - T)/(To - T) = -k.dt

Integreren geeft: T2 = To - (To - T1).e-kt

oftewel: T2 = To + (T1 - To).e-t/c zoals in dat andere topic staat. Voor nomenclatuur zie ook dat andere topic.
Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures