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Mr. xXx
Gast
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 Mr. xXx Verfasst am: 29. März 2012 11:29 Titel: Wärmestrahlung im Vakuum |
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Meine Frage:
Hallo Boardmitglieder,
ich habe ein praktisches Problem und weiß leider partout nicht wie dies zu lösen ist. Nun hoffe ich, nachdem ich über die Suche leider auch nichts weiteres gefunden habe, von Euch Hilfe zu erhalten.
Ich habe einen Behälter in welchem ein Vakuum (HV) auf nahezu  mbar gehalten wird. Über einen Infrarotstrahler, welcher sich im Vakuumbehälter befindet, soll ein Mineralglas (normales Glas) im Abstand von ca.  mm auf ca.  °C in möglichst humaner Zeit (max. 30 min) erhitzt werden.
Wie lässt sich die dazu notwendige (elektrische) Leistung des Infrarotstrahlers berechnen??
Meine Ideen:
Der Infrarotstrahler wurde ausgewählt, da ja im HV (Hochvakuum) die Konvektion nur noch eine untergeordnete Rolle spielt. Deshalb soll über die Wärmestrahlung der Körper erhitzt werden. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7255
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| Steffen Bühler Verfasst am: 29. März 2012 11:44 Titel: Re: Wärmestrahlung im Vakuum |
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| Mr. xXx hat Folgendes geschrieben: | Über einen Infrarotstrahler, welcher sich im Vakuumbehälter befindet, soll ein Mineralglas (normales Glas) im Abstand von ca. mm auf ca. °C in möglichst humaner Zeit (max. 30 min) erhitzt werden.
Wie lässt sich die dazu notwendige (elektrische) Leistung des Infrarotstrahlers berechnen? |
Zunächst interessiert mal die Energie, die Du grundsätzlich brauchst, um Glas auf 400°C zu erhitzen. Dafür brauchst Du die Masse und die spezifische Wärmekapazität des Glases. Ich nehme mal 100 Gramm an, weiter gilt für Glas etwa c=0,7 kJ/kgK. Dann sind das 0,7kJ/kgK*0,1kg*380K=26600Ws. Wenn Du's in einer halben Stunde brauchst, mußt Du mit 26600Ws/1800s=14,8W heizen.
Diese Leistung gilt natürlich nur, wenn Du es schaffst, alle elektrische Energie restlos in Wärmestrahlung umzuformen und diese Wärmestrahlung ohne Verluste voll auf das Glas zu bringen.
Viele Grüße
Steffen |
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Mr. xXx
Gast
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| Mr. xXx Verfasst am: 29. März 2012 12:27 Titel: Re: Wärmestrahlung im Vakuum |
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Super - vielen Dank für die schnelle Antwort und das zugehörige Beispiel!!
| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Diese Leistung gilt natürlich nur, wenn Du es schaffst, alle elektrische Energie restlos in Wärmestrahlung umzuformen und diese Wärmestrahlung ohne Verluste voll auf das Glas zu bringen. |
Das mit der Energieerzeugung leuchtet ein. Aber welche Verluste entstehen denn bei der Wärmestrahlung im Vakuum?? Ist dabei die gerichtete Abgabe der Strahlung gemeint? Die Entfernung zum Glas dürfte ja meines Wissens keinen Einfluss haben.
Gehe ich richtig der Annahme, dass es unabhängig ist ob sich die Strahlung (also resp. Wellen) im Vakuum oder bei atmosphärischem Druck ausbreitet?!? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7255
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| Steffen Bühler Verfasst am: 29. März 2012 12:42 Titel: Re: Wärmestrahlung im Vakuum |
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| Mr. xXx hat Folgendes geschrieben: | | Aber welche Verluste entstehen denn bei der Wärmestrahlung im Vakuum?? Ist dabei die gerichtete Abgabe der Strahlung gemeint? Die Entfernung zum Glas dürfte ja meines Wissens keinen Einfluss haben. |
Natürlich entstehen im Vakuum keine Strahlungsverluste, das Sonnenlicht erreicht uns ja auch ungehindert, jedenfalls bis zur Stratosphäre. Was ich meine, ist in der Tat die gerichtete Abgabe. Wenn der Infrarotstrahler gleichmäßig in alle Richtungen strahlt, erreicht von dieser "Kugeloberfläche" eben nur ein kleiner Teil Dein Glas. Und da spielt in der Tat der Abstand (der Kugelradius) eine Rolle.
Also müßte man durch Metallspiegel o.ä. versuchen, soviel wie möglich zum Glas zu schicken.
| Mr. xXx hat Folgendes geschrieben: | | Gehe ich richtig der Annahme, dass es unabhängig ist ob sich die Strahlung (also resp. Wellen) im Vakuum oder bei atmosphärischem Druck ausbreitet?!? |
Sobald Materie (hier Luft) im Strahlengang ist, wird diese Materie die Strahlung streuen. Du bekommst also etwas weniger durch.
Viele Grüße
Steffen |
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Mr. xXx
Gast
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| Mr. xXx Verfasst am: 29. März 2012 12:48 Titel: Re: Wärmestrahlung im Vakuum |
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Super - dann habe ich nun die Unklarheiten aus dem Weg geräumt...
Vielen Dank "Steffen Bühler" |
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