Alweer een warmte techinische vraag.
Stel ik heb een leiding met een diameter van 40mm en een lengte van 200m. Ik wil weten hoeveel het product (melk) opwarmt als de omgevingstemperatuur 30graden is, en de melk zelf 5C.
Volgens mij heb ik dan te maken met 3 weerstanden:
1, gedwongen convectie van melk naar wand van pijp
2, geleiding door de pijp
3, vrij convectie vanaf de pijp.
Te verwachten valt dat de weerstand van 1 het grootste is. (filmtheorie)
voor laminaire stroming (Re is hier 960) geld dan
h=1.62* lambda / D * Re0.33 Pr0.33 * (L/D)-1/3
lambda melk is 0.5 W/m.K
D is straal (afstand uit hart leiding die de warmte moet overbruggen)
Pr=Eta*Cp/lambda = 0.95
Met deze gegevens kom ik uit op een h van circa 18 W/m2.K
Overdrachtsvergelijking Q=h.A.dT
geeft: circa 8500W
Als ik dan wil weten hoeveel graden ik per seconde kwijtraak, maak ik gebruik van:
Q=M.Cp.dT
Q in W (J/sec)
Cp in (KJ.kg.K)
M in kg
geeft dan een dT van K/sec.
Met de huidige gegevens kom ik uit op 13 graden per seconde...
Waar maak ik mijn redenatie fout?
Alvast bedankt!
Laatste berichten
-
08:29
Programmeren met vectoren 5
-
23:12
speciale rel. theorie 10
-
22:57
Straatklok loopt 5 minuten voor 11
-
22:57
wig 6
-
22:36
Gravity and gravitation 4
-
22:24
[scheikunde] vraag Chemie - wat is de oplossing? 10
-
19:47
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 10
-
19:44
Vogels in de stad zijn goede klussers 2
-
19:12
Rood laserlicht 3
-
17:30
Herleiden afmetingen vanaf een foto 21
-
16:34
[wiskunde] Prijs Product per KG; Alternatief Inzicht 3
-
13:57
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
-
23 apr
Weerfrustratie 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
Opwarmen product
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Opwarmen product
Ik zou verwachten dat 3, vrije convectie naar (niet vanaf) de pijp de grootste weerstand heeft.Volgens mij heb ik dan te maken met 3 weerstanden:
1, gedwongen convectie van melk naar wand van pijp
2, geleiding door de pijp
3, vrij convectie vanaf de pijp.
Te verwachten valt dat de weerstand van 1 het grootste is. (filmtheorie)
Maar waar hebben we het eigenlijk over? Staat de melk stil of stroomt die?
Je zegt Re = 960 dus dat betekent stroming maar later probeer je de opwarming per seconde te berekenen, en dat suggereert dat de melk stil staat in de buis.
Dus wat meer data geven zodat anderen begrijpen wat je probeert te berekenen.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 88
Re: Opwarmen product
De melk stroomt, maar over een trace van 200m. de verblijfttijd is circa 5 min. We willen graag weten hoeveel de melk zou opwarmen in die 5 min. Oftewel de temperatuurstijging per tijdseenheid weten.
Ik zal zelf nog even in de weerstand van de vrije convectie duiken want dat klinkt wel logisch!
Ik zal zelf nog even in de weerstand van de vrije convectie duiken want dat klinkt wel logisch!
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Opwarmen product
Dus dat betekent dat de stroomsnelheid v = 200m/5min = 200m/300s = 0,67 m/s en het debiet is 50 liter/min of 0,9 kg/sec.De melk stroomt, maar over een trace van 200m. de verblijfttijd is circa 5 min.
Ik schat een Reynolds getal van ruwweg 14000 (gebaseerd op 2 cPoise), niet 960 zoals jij berekende.
Stroming is turbulent, niet laminair.
Dus weerstand aan binnenzijde van de pijp is dan helemaal verwaarloosbaar t.ov. natuurlijke convectie aan de buitenzijde.
pijpoppervlak A = pi*0,040*200 = 25 m2
Q = U.A.LMTD
Als de melk nauwelijks opwarmt is LMTD = 30 - 5 = 25
U moet je berekenen, maar ik gok nu even met een zeer natte vinger dat die in de orde van 5 W/m2.K is.
Dus Q = 5* 25 * 25 = 3125 W = 3125 J/s
Debiet = 0,9 kg/s
Cp = 3800 J/kg.K
Melkopwarming deltaT = 3125 / 0,9 / 3800 = ~ 1 oC (orde van grootte, gebaseerde op U = 5).
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 88
Re: Opwarmen product
De visco is 35Cp eigenlijk is er sprake van ingedikte melk.
Als ik uitga van mijn eigen gevonde 18m3/uur. Kom ik met jou berekening uit op 3.3graden opwarming. Dat lijkt me een logische waarde. Gaat mijn redenatie de mist in omdat ik het temperatuursafname per temperatuursverschil wil bepalen.
?
Als ik uitga van mijn eigen gevonde 18m3/uur. Kom ik met jou berekening uit op 3.3graden opwarming. Dat lijkt me een logische waarde. Gaat mijn redenatie de mist in omdat ik het temperatuursafname per temperatuursverschil wil bepalen.
?
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Opwarmen product
18 m3/uur ? Je bedoelt waarschijnlijk jouw berekende 18 W/m2.K ? Maar die is fout.Als ik uitga van mijn eigen gevonde 18m3/uur. Kom ik met jou berekening uit op 3.3graden opwarming.
Ten eerste gebruik je de verkeerde formule in dit geval (je had de Hausen formule moeten gebruiken), maar bovendien negeer je de veel grotere weerstand t.g.v. vrije convectie aan de buitenzijde van de pijp. Die laatste is bepalend.
Ik begrijp niet wat hiermee bedoeld wordt.Gaat mijn redenatie de mist in omdat ik het temperatuursafname per temperatuursverschil wil bepalen.
Er is een temperatuurstoename gelijk aan Q gedeeld door Cp en gedeeld door debiet (kg/s).
Jij deelde eerder door M in kg, maar de ~250 liter melk in de pijp staat niet stil, dus die 13 graden per seconde sloeg nergens op (en bovendien het gevolg van een rekenfout).
Zou die 250 liter wel stilstaan en de U is ~5 W/m2.K (mijn natte vinger) dan is Q weer mijn 3125 J/s.
Dan warmt die ~230 kg stilstaande melk op met een snelheid van 3125 J/s / (3800 J/kg.K * 280 kg) = 0,003 oC/sec (= 11 oC/uur).
Hydrogen economy is a Hype.
