Springen naar inhoud

Bevriezen blok water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Luders

    Luders


  • >100 berichten
  • 218 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2006 - 13:31

Hoi allen,

Voor het vak energiebalans, dienen wij een paper te maken voor een zelfverzonnen onderwerp.
Ik heb samen met mijn studiegenoot, het volgende in gedachte:
Stel je hebt een vrieskist, met een capaciteit x. (Zeg tot -18 m2)
Hoe lang duurt het dan voordat je een kuub zuiver/zout/suiker water (stel zonder mal) in wilt vriezen?

Weet iemand waar ik hier duidelijke gerichte theorie over kan vinden?(Boeken, internet e.d.)?

Ik heb al in de zoekfunctie gezocht, maar echt veel nuttigs heb ik niet gevonden.

http://www.chemiefor...4877&hl=ijsblok

Met vriendelijke groet,

Luders

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

#2

Adriaan_CF

    Adriaan_CF


  • >100 berichten
  • 161 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2006 - 14:08

Ieder koelsysteem heeft een bepaalde maximale capaciteit (van warmte afvoer), voor 1000 liter zuiver water gaat het er dus om hoe veel energie je moet afvoeren in totaal en dat dan delen door die capaciteit om de minimale duur te bepalen. Minimale duur, want in de praktijk haal je die capaciteit niet ;)

Veranderd door Adriaan, 15 mei 2006 - 14:09


#3

Luders

    Luders


  • >100 berichten
  • 218 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2006 - 15:18

Ieder koelsysteem heeft een bepaalde maximale capaciteit (van warmte afvoer), voor 1000 liter zuiver water gaat het er dus om hoe veel energie je moet afvoeren in totaal en dat dan delen door die capaciteit om de minimale duur te bepalen. Minimale duur, want in de praktijk haal je die capaciteit niet ;)

Ik denk niet dat het zo simpel is, dat je zomaar de warmtecapaciteit van 1 m2 water moet uitrekenen en dat door de tijd delen. Tenslotte wordt het te bevriezen oppervlak steeds kleiner en dient de warmte door het ijs te 'migreren', waarvan de afstand steeds groter wordt.Bovendien zal de te bevriezen vorm van een kubus richting een bol gaan. (Denk ik zo).

#4

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 mei 2006 - 20:05

Inderdaad een leuk klusje voor een finite-element analyse....

#5

sherpa

    sherpa


  • >25 berichten
  • 90 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2006 - 20:13

Het is inderdaad niet zo simpel vrees ik.
Om zulke problemen op te lossen bestaan er bovendien verschillende modellen, bv plaatsonafhankelijk model, model van semi-oneindig lichaam..
welk model te kiezen is afhankelijk van meerdere parameters. Die modellen en bijhorende parameters hier uit leggen is een beetje onbegonnen werk vrees ik(bij ons is het een semestervak: chemische ingenieurstechnieken-warmteoverdracht).
Ik kan je wel een goed boek aanraden: Heat transfer van Bejan A., uitgegeven bij J. Wiley & Sons, New York, USA, 1993 om volledig te zijn ;) .
Verder zou ik ook zeker een keer zoeken in de bib op warmteoverdracht, heat transfer en dergelijke.
Succes!

Sherpa

#6

Adriaan_CF

    Adriaan_CF


  • >100 berichten
  • 161 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2006 - 23:58

Ik denk dat het wťl zo simpel is omdat de hoeveelheid energie die een vriezer kan afvoeren redelijk klein is in verhouding tot de hoeveelheid af te voeren energie ... en zolang je water hebt krijg je door de afkoeling een zekere circulatie die de warmte afgifte makkelijker maakt.

Zodra je ijsvorming hebt verandert de zaak denk ik - maar daar weet ik te weinig van (ben meer thuis in het hele stoom gebeuren).

#7

joepiedepoepie

    joepiedepoepie


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 mei 2006 - 15:43

Je kunt het probleem vereenvoudigen door aan te nemen dat het water wordt gekoeld c.q. bevroren aan een kant (dus bijvoorbeeld alleen de bodem van de vriezer).

De koude-overdracht (analoog aan warmte overdracht) is nu een serie geschakelde weerstanden (warmte-overdrachtscoefficient + warmtegeleidingscoefficient) in 1D. Voor deze situatie is het nu eenvoudig toepassen van de penetratietheorie (heb helaas het boek niet bij de hand).

Voor zout/suiker oplossing kun je eerst het vriespunt corrigeren met een formule (hiervoor heb je wel de smelt-enthalpie van water nodig en misschien een gecorrigeerde warmtegeleidingscoefficient [of je neemt aan dat deze constant is]).

Veranderd door joepiedepoepie, 16 mei 2006 - 15:44


#8

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 mei 2006 - 20:44

Zodra je ijsvorming hebt verandert de zaak denk ik - maar daar weet ik te weinig van (ben meer thuis in het hele stoom gebeuren).

Net als bij stoomvorming is het zo dat het veranderen van de temperatuur een relatief kleine energieverplaatsing vergt in vergelijking met de faseovergang.

Je hebt dus al heel snel water van 0 graden, en daarna duurt het nog ontzettend lang om alles te bevriezen.

Een heel kritische variabele is de wandtemperatuur van je koelkast.

#9

Luders

    Luders


  • >100 berichten
  • 218 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 mei 2006 - 10:43

Ik heb in het boek al het een en ander gevonden, maar ik zal kijken hoever ik hier mee kom. Ik laat jullie de uitkomst weten.

Groetjes





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures