[natuurkunde] Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Moderators: ArcherBarry, Drieske, Fuzzwood

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.253

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Er was pas geleden nog een soortgelijk topic waarin ik hetzelfde uitlegde.
En wat blijkt nu ik dat eens terugzoek? Dat was een topic van jou.
 
Waarom zitten we nu hetzelfde nog eens te doen in een nieuw topic?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Berichten: 52

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Klopt alleen wil ik de massastroom koel of stoom constant houden (vanwege open dicht klep) en dat dus zorgt voor een nieuwe situatie ipv variabele massastroom (vorige topic). Sorry als ik hiervoor hetzelfde topic had moeten gebruiken.
 
Toch vroeg ik me nog af als de bijvoorbeeld voor het verwarmen wordt de warmteoverdracht tussen mantel en reactor beschreven wordt door de volgende formule:
Q=UA(Tstoom-Treactor)
 
En de hoeveelheid energie dat vrij komt door verzadigde stoom dat condenseert is Qstoom=λ*m
λ=latent heat of vaporization (KJ/kg)
m=constant voor een bepaalde tijd. (kg/s)
 
Kan dan gesteld worden dat als er geen warmteverliezen zijn dat Qstoom=Qopnamereactor? (
Aangezien Treactor ook afhangt van de warmte die vrij komt van een reactie bijvoorbeeld, weet ik niet precies hoe ik de energie afkomstig van de stoom kan vertalen naar de warmte dat opgenomen kan worden door het mengsel? 

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.253

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Als er geen warmteverlies zou zijn dan is inderdaad
UA(Tstoom-Treactor) = λ*m
 
Om Treactor als functie van tijd te berekenen moet je ook rekening houden met de reactiewarmte.
Die term moet je dan dus ook opnemen in de vergelijking voor de warmtebalans in example 9.25 uit C&R waar dit topic mee begon.

Berichten: 52

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Zou dat dan betekenen dat Treactor=Tbegin+(Qreactie/(m*cp))
 
En moet ik deze dan implementeren in de formule van example 9.25 zodat het volgende ontstaat:
 
(1000*4000)dT/dt = (600*0.5)(393-T)+Qreactie ?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.253

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Zou dat dan betekenen dat Treactor=Tbegin+(Qreactie/(m*cp))
Alleen als er geen verwarming door stoom zou zijn en geen warmteverlies. Ik neem aan dat je hier met Qreactie de vrijgekomen reactiewarmte bedoelt, niet de reactie-enthalpie.
(1000*4000)dT/dt = (600*0.5)(393-T)+Qreactie
Als er geen warmteverlies zou zijn.
Bovendien moet nu Qreactie de vrijgekomen reactiewarmte per seconde zijn. Het is echter waarschijnlijk dat die verandert in de tijd.

Berichten: 52

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Klopt ik bedoel de Qreactiewarmte die afhankelijk is van de tijd, echter vindt de reactie zo snel plaats (0,0036 seconden) dat na 1 seconde de reactie vrijwel geheel is afgelopen en er dus een bepaalde hoeveelheid warmte ontstaan is. 

Stel elke seconde wordt dan een constante hoeveelheid reactant bijgevoegd, dan zal constant evenveel product gevormd worden en evenveel energie vrij komen correct?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.253

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Ja, als de reactie inderdaad razend snel is.

Berichten: 52

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Pinokkio schreef: Alleen als er geen verwarming door stoom zou zijn en geen warmteverlies. Ik neem aan dat je hier met Qreactie de vrijgekomen reactiewarmte bedoelt, niet de reactie-enthalpie.
Als er geen warmteverlies zou zijn.
Bovendien moet nu Qreactie de vrijgekomen reactiewarmte per seconde zijn. Het is echter waarschijnlijk dat die verandert in de tijd.
 
Oke, en met verwarming van stoom zou dit zijn (zonder warmteverlies)
Treactor=Tbegin+(Qreactie/(m*cp))+λ*m
 
met λ*m zolang Treactor<Tstoom
 
Correct?


Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.253

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Nee.
 
Bovendien moet je niet m gebruiken voor twee verschillende dingen.
 
Je moet wat minder slordig gaan werken want anders zijn we met Kerstmis nog bezig.
 
 
EDIT: overigens moet je ook rekening houden met de warmtecapaciteit van de metalen reactor plus roerder plus mantel/spiraal.

Berichten: 52

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Energie afkomstig van gecondenseerde stoom: Qstoom=λ*massastroom_stoom
Warmteoverdracht door wand: Q=UA*(Tstoom-Treactor)
Qreactie= warmte afkomstig van de reactie
 
Qtotaal=Qreactie+Q
 
Qtotaal/(mol_totaal*cp_totaal)=(Treactor-Tbegin)
 
Moet ik dan alles in elkaar subtitueren?

Berichten: 52

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Pinokkio schreef: Nee.
 
Bovendien moet je niet m gebruiken voor twee verschillende dingen.
 
Je moet wat minder slordig gaan werken want anders zijn we met Kerstmis nog bezig.
 
 
EDIT: overigens moet je ook rekening houden met de warmtecapaciteit van de metalen reactor plus roerder plus mantel/spiraal.
Daar wil ik later naar kijken, als ik het goed heb zitten deze verborgen in de overall heat transfer coëfficient U (W/m²*K) 
 
Ik heb overigens een document gevonden op internet CASE 1 beschrijft volgens mij het verwarmen met verzadigde stoom (deel staat in bijlage)
Volgens het document zegt dat de Heat transfer afhankelijk is van
Qheattransfer=UA(Tsteam-Tv)
Tsteam is constant 
Maar ook de massastroom van de stoom is constant waardoor een vaste hoeveelheid energie vrij komt door het condenseren ook constant is namelijk: Qstoom=λ*massastroom_stoom
Ik weet dus niet wat ik met die Qstoom moet doen... moet ik deze links laten liggen en alleen kijken naar de Tsteam? zodat de heattransfer bepaald kan worden?
 
Dat zou betekenen als Tv dynamisch is dat de Qheattransfer steeds kleiner wordt door het verwarmen en uiteindelijk gelijk is aan 0 doordat de Tv gelijk is aan Tsteam...
Bijlagen
heatingandcoolingofbatchprocesses-131016192638-phpapp01-9-17_deel2.pdf
(311.65 KiB) 11 keer gedownload

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.253

Re: Tijdsduur verwarmen of koelen berekenen

Daar wil ik later naar kijken, als ik het goed heb zitten deze verborgen in de overall heat transfer coëfficient U (W/m²*K)
Nee.
Maar ook de massastroom van de stoom is constant waardoor een vaste hoeveelheid energie vrij komt door het condenseren ook constant is namelijk: Qstoom=λ*massastroom_stoom
De massastroom van de stoom is nooit constant wanneer de reactortemperatuur niet constant is.
 
Het is mij niet meer duidelijk waar we mee bezig zijn. Gaat dit nog steeds over example 9.25 ? Of over een ander (praktijk)probleem? Of wat?
 
In ieder geval moet je onder een formule altijd vermelden wat de eenheden zijn van je variabelen.
En als termen in een formule opgeteld worden moeten ze dezelfde dimensie hebben. Dat gaat bij jou meestal fout.
 
Jij haalt alles door elkaar. De ene keer is iets een hoeveelheid in Joule, dan weer een vermogen in W (J/s). Of iets is in kg, en dan weer een debiet in kg/s.
 
Lees dat andere topic nog eens helemaal door, en ook dit topic van begin af aan.
Eigenlijk is alles al meermaals gezegd en blijven we rondjes draaien.

Reageer