Springen naar inhoud

[scheikunde] Warmte overdrachtcoefficient ijs naar water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bkdijkstra

    bkdijkstra


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 maart 2008 - 19:20

Voor een practicum is het de bedoeling om de warmte overdrachtcoefficient van ijs naar water te bepalen. Dit is al gelukt, alleen nu ben ik op zoek naar een literatuurwaarde hiervan.

Kan iemand mij helpen waar ik deze waarde kan vinden?

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

#2

Don Carbazone

    Don Carbazone


  • >250 berichten
  • 552 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 maart 2008 - 19:38

Wat bedoel je met warmte-overdrachtscoŽfficiŽnt? Convectie en/of conductie? In het geval van convectie is dat niet zo simpel om op te zoeken. Hangt immers af van vele factoren: natuurlijke of gedwongen convectie, laminaire of turbulente stroming, geometrie van je warmtewisselaarapparatuur, eigenschappen van je fluÔdum (water) zoals snelheid, dichtheid, viscositeit...

#3

bkdijkstra

    bkdijkstra


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 maart 2008 - 21:38

Het gaat om de parameter met het symbool h
Laat ik voor de duidelijkheid het practicum er ook bij vermelden. Er was sprake van een bak met water en de vraag was om de warmte overdrachtcoeffiecient (h) van smeltend ijs te bepalen in stilstaand water en met stromend water (dmv een pomp). Het ijs zat in een bak van piepschuim waarin het water alleen aan de onderkant contact had met het ijs.

#4

Marjanne

    Marjanne


  • >1k berichten
  • 4771 berichten
  • VIP

Geplaatst op 18 maart 2008 - 22:38

Ik vind hier een waarde van 20 W/m2K (even naar beneden scrollen). Er staat bij dat de warmte-overdracht tussen ijs en water complex is, dus dat belooft wat voor je stromende geval.

#5

Don Carbazone

    Don Carbazone


  • >250 berichten
  • 552 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 maart 2008 - 22:59

Nog even verklaren: warmteoverdracht wordt ingedeeld in conductie en convectie. Bij conductie is er GEEN netto-verplaatsing van de stof, bij convectie wel. Als men spreekt over een warmte-overdrachtscoŽfficiŽnt moet men dus verder specifieren: conductiecoŽfficiŽnt (ook wel conductiviteit genoemd, symbool k) en convectiecoŽfficiŽnt, symbool h. Wanneer deze twee samen optreden, zoals in dit geval, kan men spreken over de globale warmte-overdrachtscoŽfficiŽnt, symbool K.

Wel, nu is het mij duidelijker. Het warmtedebiet dat beschouwd wordt is dus de
smeltwarmte: q (met een puntje boven, algemeen voor grootheden die een debiet voorstellen zet men in de chemische technologie een puntje boven wat wil zeggen: afgeleide naar de tijd) => q=massa*smeltwarmte.

Eens dit warmtedebiet gekend is, kan je het relateren aan de warmteoverdrachtscoŽfficiŽnt. Je hebt hier drie zones: convectie in het water, conductie doorheen de piepschuim en convectie in het ijs (ik zou eerder spreken van conductie eigenlijk: conductie is warmtetransport waarbij er geen netto-verplaatsing is van de stof. Hier betreft het natuurlijk wel een faseovergang, dus je zou kunnen discusiŽren, maar je vraagt naar h wat convectiecoŽfficiŽnt betekent).

Laten we ervan uitgaan dat er geen hotspots gevormd worden. Het warmtedebiet is dus overal gelijk.

Om een lang verhaal kort te maken zal ik u de formule geven:

q = 1 / ( 1/h(ijs) + d/k + 1/h(water) ) * A * delta T

h(ijs)=convectiecoŽfficiŽnt van het ijs ( die wil je bepalen, niet?)
d=dikte van de piepschuim
h(water)=convectiecoŽfficiŽnt van het water (zie verder)
k=conductiviteit van de piepschuim (stofconstante, op te zoeken in de literatuur)
A=effectieve oppervlakte (dus die onderkant van die piepschuimbak)
delta T= temperatuursverschil tussen de bulkfase van ijs en de bulkfase van het water => met een thermometer dus ergens in het midden van zowel je ijsfase als je waterfase de T meten.

Wel, je kent ondertussen q, d, k, A, delta T. Het grootste probleem ligt bij h(water).

ConvectiecoŽfficiŽnten hangen immers af van vele factoren. In jouw geval heb je stilstaand water (vrije convectie) en bewogen water d.m.v. een pomp (gedwongen convectie). Ik zou dan ook nog gegevens moeten hebben omtrent viscositeit van het water, dichtheid, thermische expansiecoŽfficiŽnt, soortelijke warmte, conductiviteit van het water zelf en de dimensies van de waterbak. In dat geval kan ik hetvolgende doen:

in het geval van stilstaand water: Via het Grashof-getal en Prandtl-getal mijn Nusselt-getal bepalen => convectiecoŽfficiŽnt van het water. Er zijn dan nog twee parameters te bepalen, maar die kan je opzoeken in de literatuur (Perry en Green).

in het geval van bewegend water: kan ik het Reynolds-getal bepalen. Dan weet ik het type stroming maar aangezien wij in onze cursus enkel correlaties hebben gezien voor cilindrische buizen (veelvuldig gebruikt in de chemische procestechnologie) kan ik je hier niet verder meehelpen.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures