Wasserkühlung einer Kupferplatte

Becks7 · Anmeldungsdatum: 05.03.2012 Beiträge: 3

Hallo Zusammen,

Ich möchte eine Kupferplatte durch eine Wasserkühlung kühlen.

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Der Kühlbedarf ist 50 kW.Der Temperaturunterschied soll bei 5 k liegen. Daraus wurde der Massenstrom bestimmt.
Ich möchte gern die Abmessungen für meine Rohre berechnen. Welchen Durchmesser? Welcher Abstand zwischen jedem Rohr und wie viele Rohre ich brauche. Die dicke der Platte ist noch unbekannt. Vllt kann man das auch in abhängigkeit der Plattendicke berechnen.
Wichtig ist auch wie viel Fläche letztendlich vom Rohr auf der Kupeferplatte anliegt. Muss ich irgendwelche Strömungsbedingungen im Rohr beachten? Z.B. Druckabfall?

Hab mir schon eingie Parameter aus der Wärmelehre zusammen gesucht.

Es gibt den Wärmeübergangskoeffizienten alpha (Einheit W/(m^2*K) ), die Wärmeleitfähigkeit delta [W/(m*K)] und den Wärmedurchgangskoeffizienten k [W/(m^2*K)].

Der Wärmedurchgangskoeffizient ist die Wärmemenge pro Zeit, pro Fläche und pro Temperaturdifferenz (zwischen Medium innerhalb und Medium außerhalb), die insgesamt vom inneren Medium durch die Wand ins äußere Medium tritt.

1/k = 1/ alpha wasser + d/delta + 1/ alpha kupfer

Bräuchte ein paar Tips wie ich jetzt auf die Maße meiner Rohre komme.

Danke im Voraus.
Mit freundliche Grüßen
Becks
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Becks7 · Anmeldungsdatum: 05.03.2012 Beiträge: 3

Hallo,

nach weiterem suchen ist mir aufgefallen, dass ich diese Formel brauche:

P = alpha * A * (T1 - T2)

wobei alpha der wärmeübergangskoeffizient ist. Kann mir jemand sagen wie ich diesen bestimme? Das hängt wohl von der Geometrie und der Geschwindigkeit im Rohr ab.

Becks7 · Anmeldungsdatum: 05.03.2012 Beiträge: 3

Wie man den Wärmeübergangskoeffizienten bestimmt hab ich gefunden. Gibt im Wärmeatlas ne Formel für turbulente Strömungen für die Nusseltzahl. Daraus lässt sich der Wärmeübergangskoeffizient bestimmen. Die Nusseltzahl hängt von Reynoldszahl und Prandtlzahl ab.

Innendurchmesser des Rohres soll 30 mm und Länge 100 m sein. Das Rohr soll in einer schlangenform auf einer Kreisplatte mit dem Durchmesser von 5 m angebracht werden.

Ich soll jetzt noch rausfinden welchen Abstand die Rohre max voneinander haben dürfen damit dazwischen max eine Temperaturerhöhung von 5 K stattfindet.

Any Tipps?