Hallo allemaal,
Ik heb voor mijn profielwerkstuk een proef gebouwd om verschillende isolatiematerialen voor een 2m lange buis te testen bij verschillende stroomsnelheden water. De buis is cirkelvormig en het water wordt dus rondgepompt. De temperatuur van het water kan aflezen op een computer verbonden met de thermometer die in de buis is aangebracht.
Ik meet hoe lang het duurt voordat het water van 70 graden tot 60 graden is afgekoeld.
Nu is het ook de bedoeling dat ik uitreken hoeveel de temperatuur in theorie in die tijd is afgekoeld.
Zijn hier bepaalde formules voor die ik hiervoor kan gebruiken, het enige wat ik kan vinden is voor stilstaand water maar ik doe de proeven bij 0,8 m/s en 1,2m/s stroomsnelheid en ik zie al duidelijke verschillen in afkoelsnelheid.
De volgende gegevens heb ik uit een van de proeven:
stroomsnelheid: 0,8 m/s
isolatiemateriaal: noppenfolie
buitentemperatuur: 15 graden C
materiaal buis: koper
diameter buis: 1,2 cm
dikte isolatie: 1cm
tijd om van 70 naar 60 graden te komen: 6 minuut 40 seconden
Bij een stroomsnelheid van 1,2 m/s duurde het afkoelen 7 minuut 12 seconden
Ik hoop dat iemand mij kan helpen met uit te rekenen hoeveel het water in theorie in die 6 min 40 en die 7 min 12 bij respectievelijk 0,8 en 1,2 m/s stroomsnelheid.
Alvast bedankt,
Ruud
Laatste berichten
-
23:25
2013 – Augustus Vraag 3
-
23:07
Rood laserlicht 2
-
23:04
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 5
-
15:28
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
12:51
positie 2
-
10:44
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
-
23 apr
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 15
-
23 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
-
23 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
23 apr
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
23 apr
projectiel 8
-
23 apr
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
23 apr
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
22 apr
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
22 apr
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Muntje opgooien 14
-
21 apr
Reactiviteit silyl enol ethers 1
-
21 apr
Criterium voor vochtretentie
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
[fysica] warmteverlies stromend water berekenen
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
-
- Berichten: 2.746
Re: [fysica] warmteverlies stromend water berekenen
Ja dat kan, maar het is niet eenvoudig, je hebt niet zomaar een kant en klaar formule.
Het kost redelijk wat tijd om het allemaal uit te rekenen, en het eindresultaat zal maar een benadering zijn.
En hetzelfde water rondpompen in een cirkelvormige buis is niet echt een klassieke situatie, wat het geheel nog moeilijker maakt.
Het kost redelijk wat tijd om het allemaal uit te rekenen, en het eindresultaat zal maar een benadering zijn.
En hetzelfde water rondpompen in een cirkelvormige buis is niet echt een klassieke situatie, wat het geheel nog moeilijker maakt.
-
- Berichten: 24.578
Re: [fysica] warmteverlies stromend water berekenen
Welkom op het forum Huiswerk en Practica.
Jij wilt vlot hulp. Dat is alleen goed mogelijk als je daar zelf wat voor doet.
Naast de algemene regels van dit forum hebben we voor dit huiswerkforum een paar speciale regels en tips.
Die vind je in de huiswerkbijsluiter
In die huiswerkbijsluiter staat bijvoorbeeld:
Jij wilt vlot hulp. Dat is alleen goed mogelijk als je daar zelf wat voor doet.
Naast de algemene regels van dit forum hebben we voor dit huiswerkforum een paar speciale regels en tips.
Die vind je in de huiswerkbijsluiter
In die huiswerkbijsluiter staat bijvoorbeeld:
Quote[td] [color="#808080"][b][u]VAKGEBIED-TAGS[/u][/b]
[i]Plaats het vakgebied waarop je vraag betrekking heeft tussen rechte haken in de titel.
bijv: [biologie] of [frans]. Zo blijft dit huiswerkforum overzichtelijk.[/i] [/color]
[/td]
Hebben we even voor je gedaan. Denk je er de volgende keer zelf aan?[/color]"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: [fysica] warmteverlies stromend water berekenen
Het warmteverlies van het water in die buis wordt vrijwel geheel bepaald door de isolatie. Tweede factor is de warmteoverdracht aan de stilstaande lucht (natuurlijke convectie). En dan is er ook nog een piepklein effekt van de warmteoverdracht van het water aan de binnenzijde van de pijp. Op het totaal is dit laatste effekt verwaarloosbaar en zal nauwelijks te meten zijn, zo klein. Dit is dus een heel slecht onderwerp voor een profielwerkstuk.
Zou je überhaupt hieraan willen rekenen dan dien je bekend te zijn met: Reynolds, Prandtl, Nusselt en Grashof. Zegt dit je niets dan zul je eerst de theorie van warmteoverdracht moeten doornemen.
Echter: als er al een merkbaar effekt van de watersnelheid is dan zal het zo zijn dat bij hogere watersnelheid de warmteoverdracht beter is en het water bij 1,2 m/s dus iets sneller afkoelt van 70 naar 60 oC dan bij 0,8 m/s. Maar nogmaals: dit effekt van watersnelheid zal miniem zijn. Het effekt van de luchtsnelheid aan de buitenkant van de isolatie zal véél groter zijn.
Jij meet blijkbaar dat bij 1,2 m/s het juist langer duurt dan bij 0,8 m/s en de afkoeling bij hogere watersnelheid dus juist langzamer is. Theoretisch is dit onmogelijk te berekenen of te verklaren.
Maar wellicht dat jouw rare meting komt doordat de gebruikte pomp bij 1,2 m/s meer vermogen verbuikt dan bij 0,8 m/s en dit vermogen wordt uiteindelijk als warmte door het circulerende water opgenomen waardoor het lijkt dat het afkoelen langer duurt.
Zou je überhaupt hieraan willen rekenen dan dien je bekend te zijn met: Reynolds, Prandtl, Nusselt en Grashof. Zegt dit je niets dan zul je eerst de theorie van warmteoverdracht moeten doornemen.
Echter: als er al een merkbaar effekt van de watersnelheid is dan zal het zo zijn dat bij hogere watersnelheid de warmteoverdracht beter is en het water bij 1,2 m/s dus iets sneller afkoelt van 70 naar 60 oC dan bij 0,8 m/s. Maar nogmaals: dit effekt van watersnelheid zal miniem zijn. Het effekt van de luchtsnelheid aan de buitenkant van de isolatie zal véél groter zijn.
Jij meet blijkbaar dat bij 1,2 m/s het juist langer duurt dan bij 0,8 m/s en de afkoeling bij hogere watersnelheid dus juist langzamer is. Theoretisch is dit onmogelijk te berekenen of te verklaren.
Maar wellicht dat jouw rare meting komt doordat de gebruikte pomp bij 1,2 m/s meer vermogen verbuikt dan bij 0,8 m/s en dit vermogen wordt uiteindelijk als warmte door het circulerende water opgenomen waardoor het lijkt dat het afkoelen langer duurt.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 2.746
Re: [fysica] warmteverlies stromend water berekenen
Dit is een mooie kans om te schrijven: "De theoretische berekeningen vallen buiten het kader van dit werk" 
klinkt altijd stoer, het wordt in elke cursus gedaan. En je hebt een redelijke kans dat je leraar hier ook niet alle details van kent.
Als je echt wil kan je een beetje foefelen met sterke benaderingen (in de aard van wat Fred F. hierboven zei) maar je zal niets bevredigends uitkomen denk ik.
klinkt altijd stoer, het wordt in elke cursus gedaan. En je hebt een redelijke kans dat je leraar hier ook niet alle details van kent.
Als je echt wil kan je een beetje foefelen met sterke benaderingen (in de aard van wat Fred F. hierboven zei) maar je zal niets bevredigends uitkomen denk ik.
-
- Berichten: 3
Re: [fysica] warmteverlies stromend water berekenen
Allereerst wil ik jullie bedanken voor de snelle reactie, en sorry voor de fout in de titel ik zal er in de toekomst op letten.
Dat het ingewikkeld zou worden was ik al bang voor...Maar ik was nog in de hoop dat ik over een kant en klare formule heen had gelezen maar dat is helaas niet zo
Over Reynolds, Nusselt etc heb ik wel een en ander gelezen bij het verzamelen van informatie voor mijn profielwerkstuk maar het ging toch best veel verder dan de middelbare school stof.
Ik was zelf ook erg verrast dat bij een hogere snelheid het water zoveel langzamer afkoelde. Het gebeurde ook niet alleen bij de noppenfolie test maar ook bij glaswol en bij tempex. De pomp zal inderdaad meer arbeid leveren waardoor hij meer warmte afgeeft aan het water.
De luchtsnelheid aan de buitenkant van de buis is bij iedere proef nagenoeg constant gehouden, we zaten telkens op dezelfde slaapkamer.
Ik denk dat ik nog een meting ga doen met stilstaand water aangezien dit iets gemakkelijker te berekenen zou zijn, dan stop ik deze gegevens in het verslag en vrees ik dat ik de berekeningen voor het stromende water er uit moet laten.
Mijn docent had al aangegeven dat als de berekening niet zou lukken het niet erg was het draaide voornamelijk om de proef die we deden en het leuk was als we het konden berekenen.
Ruud
Dat het ingewikkeld zou worden was ik al bang voor...Maar ik was nog in de hoop dat ik over een kant en klare formule heen had gelezen maar dat is helaas niet zo
Over Reynolds, Nusselt etc heb ik wel een en ander gelezen bij het verzamelen van informatie voor mijn profielwerkstuk maar het ging toch best veel verder dan de middelbare school stof.
Ik was zelf ook erg verrast dat bij een hogere snelheid het water zoveel langzamer afkoelde. Het gebeurde ook niet alleen bij de noppenfolie test maar ook bij glaswol en bij tempex. De pomp zal inderdaad meer arbeid leveren waardoor hij meer warmte afgeeft aan het water.
De luchtsnelheid aan de buitenkant van de buis is bij iedere proef nagenoeg constant gehouden, we zaten telkens op dezelfde slaapkamer.
Ik denk dat ik nog een meting ga doen met stilstaand water aangezien dit iets gemakkelijker te berekenen zou zijn, dan stop ik deze gegevens in het verslag en vrees ik dat ik de berekeningen voor het stromende water er uit moet laten.
Mijn docent had al aangegeven dat als de berekening niet zou lukken het niet erg was het draaide voornamelijk om de proef die we deden en het leuk was als we het konden berekenen.
Ruud
