Axialer Temperaturverlauf

Susane C. · Gast

Hallo

Es gab schon mal solche eine "weit ähnliche" Frage
physikerboard.de/topic,45808,-axialer-temperaturverlauf-in-einem-rohr---temperaturaenderung.html

nur bei mir ist es so, dass der Wert

nicht das ist was herauskommen muss
es stimmt nicht mit meinen Ausgerechneten Wert überein.
schweizer-fn.de/waerme/waermeleitung/waermeleitung.php#axial
am Ende: Axialer Temperaturverlauf

aus wikipedia.org/wiki/Eigenschaften_des_Wassers
Wärmeleitfähigkeit 0,597 W/(m·K) (20 °C)
spezifische Wärmekapazität 4,184 kJ/(kg·K) (14,5 °C)

eingefügt in
schweizer-fn.de/berechnung/waerme/isolaxial/isolaxial_start.php

Eingabewerte:
Medium Anfangstemperatur - t MA (°C) 90
Temperatur Umgebungsluft - t Luft (°C) 20
Rohrleitungslänge - L (m) 10
Wärmedurchgangskoeffizient Rohrleitung - kR (W/(m*K)) 0,597
spez. Wärmekapazität Medium - c pm (J/(kg*K)) 4184
Volumenstrom V - (m³/h) 3340
Dichte Medium - ρ (kg/m³) 1

es sollte die Medium Endtemperatur - t ME (°C) 35
sein

sind es aber nicht, es kommt
bei

-4,27205*10^-7 heraus, es müsste aber sein -1,5404 damit, Medium Endtemperatur - t ME (°C) 35 ist

was ist da falsch?

Susane C. · Gast

Kennt sich keiner damit aus , denn das was rauskommt kann so nicht sein grübelnd

positive · Anmeldungsdatum: 06.12.2013 Beiträge: 494

Hallo,

die Wärmeleitfähigkeit des Wasser ist bei dir 0,597 W/(mK) (20°) und der Wärmedurchgangskoeffizienten der Rohrleitung ebenso kR W/(mK). Der Wärmedurchgangskoeffizient hat aber die SI-Einheit W/(m^2*K).

Bist du sicher, dass der Wärmedurchgangskoeffizienten der Rohrleitung bei dem Berechnungsprogramm nicht eher 597 W/(mK) sein müsste? denn dann kommt nämlich das richtige Ergebnis von 35 °C Medium Endtemperatur raus.

Susane C. · Gast

OH, ja sorry

so stimmt auch der Volumenstrom V - (m³/h) nicht er ist jetzt 3.34
dann passt das mit dem Wärmedurchgangskoeffizient Rohrleitung - kR (W/(m*K)) 0.597 auch wieder so das 35°C herauskommt, aber nur bei dem Berechnungsprogramm
schweizer-fn.de/berechnung/waerme/isolaxial/isolaxial_start.php

wenn man jetzt aber die Werte (Ich nehme jetzt nur die Werte, ohne Einheit)
einfügt:

Wärmedurchgangskoeffizient Rohrleitung - kR (W/(m*K)) 0.597
Rohrleitungslänge - L (m) 10
Volumenstrom V - (m³/h) 3.34
Dichte Medium - ρ (kg/m³) 1
spez. Wärmekapazität Medium - c pm (J/(kg*K)) 4184

dann kommt immer noch nicht der Werte von -1,5404 [35 = (90 - 20) e^(x) + 20, x = -1*Ln(14/3)] heraus

Aber auch wenn die Einheiten nicht Stimmen, kann es bei gleichen Werten keine zwei Lösungen geben, die auch noch so unterschiedlich sind

Wärmedurchgangskoeffizienten und die anderen sind mit copy and paste eingefügt worden, es seht schon so auf der Berechnungsseite
Vielleicht ist grundsätzlich was falsch wenn die Einheiten schon nicht hinkommen.

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

Wie schon von positive erwähnt, hat der Wärmedurchgangskoeffizient k die Einheit W/(m^2 K). Das in deiner Formel

stehende

muss aber die Einheit W/(m K) haben. Es kann also nicht der Wärmedurchgangskoffizient in seiner üblichen Bedeutung sein. Meist würde man die Formel so schreiben:

Dann ist k tatsächlich der Wärmedurchgangskoeffizient und A die Fläche, durch die die Wärme hindurchtritt.

Keinesfalls kannst du für k oder

einfach die Wärmeleitfähigkeit von Wasser einsetzen. Die hat damit gar nichts zu tun. Es geht doch um den Wärmedurchgang durch das Rohr. Das besteht ja nicht aus Wasser. k ist aus den Abmessungen des Rohrs (Innen- und Außendurchmesser) und der Wärmeleitfähigkeit des Rohrmaterials zu berechnen.

Aus k ergibt sich dann

mittels

Dabei ist d der mittlere Rohrdurchmesser. Für eine genauere Rechnung wären auch noch die Wärmeübergangskoeffizienten Wasser/Rohr und Rohr/Luft zu berücksichtigen. Dann arbeitet man am besten mit Wärmewiderständen, wie ich das hier

https://www.physikerboard.de/htopic,54517,.html

erläutert habe, weil die sich bei Hintereinanderschaltung einfach addieren.

Wenn du mit der Formel rechnest, musst du natürlich einheitliche Einheiten verwenden. Das heißt, du musst erst den den Volumenstron von der Einheit m^3/h in die Einheit m^3/s umrechnen, bevor du Zahlen in die Formel einsetzt.

Susane C. · Gast

Es ist ja nicht meine Formel, diese stammt von:
schweizer-fn.de/waerme/waermeleitung/waermeleitung.php
am Ende der Seite: Axialer Temperaturverlauf
und das ganze stammt dann wohl wieder aus
VDI 2055 Ausg. 1994 - Wärme- und Kälteschutz für betriebs- und haustechnische Anlagen

in der Legende
k R = Wärmedurchgangskoeffizient der isolierten Rohrleitung (W/(m*K))

so pflanzen sich Fehler fort, man wundert sich warum es nicht passt,
passt, warum passt die Berechnung mit den Werten, wenn man diese auf der Seite:
schweizer-fn.de/berechnung/waerme/isolaxial/isolaxial_start.php
einfügt, nur wenn man die Werte "persönlich" in die Formel einfügt kommt nur Klo

heraus

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

positive · Anmeldungsdatum: 06.12.2013 Beiträge: 494

Susane C. · Gast

Und wie berechnet sich das dann grübelnd