Wandtemperaturen beim Wärmedurchgang berechnen

thermophysik · Anmeldungsdatum: 16.10.2012 Beiträge: 11

Hey Leute,
ich habe folgende Aufgabenstellung im Bereich der Wärmeübertragung und wäre interessiert, wie es die Leute hier im Board sehen bzw. lösen würden.

Also, ich will die Wandtemperaturen beim Wärmedurchgang zwischen 2 Fluiden berechnen. Konkret geht es um warmes Wasser in einem Behälter und dessen Wärmeübergang an kalte Umgebungsluft. Der Verlauf müsste dabei wie folgt aussehen:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/Konvektion.png

Bezüglich der Anzahl der Schichten, es werden wahrscheinlich 3 Schichten, 2 Materialschichten und eine Dämmschicht. Dann würde sich in der Skizze aber nur die Wärmeleitung im Material ändern, oder? Nehmen wir nun an, ich habe die Temperatur des Wassers und die der Außenluft. Zusätzlich sind noch die Dicken und Wärmeleitfähigkeiten der Schichten bekannt, ebenso der Aufbau einer vertikalen Wand. Ich würde nun gerne die Wandinnen- und außentemperaturen berechnen, weil davon ja die Konvektionsströme Wasser->Wand und Wand->Luft abhängen. In meinen Augen ist dies jedoch so nicht möglich, da keine alpha-Werte vorhanden sind. Diese sind ja abhängig von der Fluidtemperatur (bekannt) und den Wandtemperaturen (unbekannt). Ich hoffe es ist verständlich, was ich meine.
Hat jemand vielleicht eine Idee, die mich auf den richtigen Weg bringt. Alternativ müsste man wahrscheinlich Annahmen über den Wärmeübergangskoeffizienten innen und außen treffen und darüber dann die Wandtemperaturen berechnen, oder?

Vielen Dank schon mal, falls jemand Ideen zu dem Thema hat, Grüße

Namenloser324 · Gast

wenn mich meine erinnerung nicht trügt, so hat man s beim wärmedurchgang mit konvektion->wärmeleitung->konvektion zu tun und im wärmedurchgangskoeffizienten ist das alpha schon enthalten. Daher erübrigt sich die Frage nach dem Alpha meiner Erinnerung nach.

thermophysik · Anmeldungsdatum: 16.10.2012 Beiträge: 11

Hallo, vielen Dank für deine Antwort.

Der Wärmedurchgangskoeffizient ist, wie du sagst, eine Funktion aus Konvektion->Leitung->Konvektion, das hab ich mir auch so gedacht, dass man das so aufstellen kann. Rein quantitativ ist das dann ja wie bei wikipedia beschrieben:

http://upload.wikimedia.org/math/f/b/a/fba202b0d1f77228b6ea4896785139d4.png

Also die Konvektion innen + die einzelnen Schichten mit Leitfähigkeit + die Konvektion außen. Aber genau die beiden Konvektionsfaktoren fehlen mir ja, bzw. ich könnte sie nur berechnen wenn ich die jeweligen Wandtemperaturen habe. Eine andere Sache wäre es, wenn man beispielsweise einen Tabellenwert oÄ für den Wärmedurchgangskoeffizienten nehmen würde, dann wären die beiden "alphas" da ja schon drin.

thermophysik · Anmeldungsdatum: 16.10.2012 Beiträge: 11

Vielleicht jemand andere Meinungen? Big Laugh