Wärmeübertragung bei freier Konvektion mit Konden sation

Feb 27, 2009 1 Replies

Wie rechnet man das?


Ein auf dem Boden senkrecht stehender Zylinder mit 150 mm Durchmesser und 600 mm H=F6he hat eine Oberfl=E4chentemperatur von konstant 26=B0C.



Der Zylinder befindet sich mittig in einem gro=DFen Raum (20m=B2), welcher gleichm=E4=DFig eine Temperatur von 32=B0C bei einer rel. Luftfeuchtigkeit von 100% hat.



Fragestellung: Wie hoch ist die W=E4rmeleistung durch freie Konvektion, welche an die Zylinderwand =FCbertragen wird? Es tritt hierbei Kondensation auf.



Die Strahlung soll unber=FCcksichtigt bleiben.


Keine Reaktion?

Was w=E4re von folgendem Vorschlag zu halten:

  1. ) Ich berechne die Dichte der 32=B0100% luft und die Dichte der
26=B0100% Luft.

Damit bilde ich die Grashofzahl, welche die Konvektion aufgrund der Dichteunterschiede beschreibt.

Dies entspricht dann ungef=E4hr den Str=F6mungsverh=E4ltnissen bei Luft mit einer den Dichteunterschieden entsprechenden Temperatur.

Daraus kann man nun weiter die Nusseltzahl und letztlich eine W=E4rme=FCbergangszahl f=FCr Luft bilden, ohne Kondensation.

2.) Diese W=E4rme=FCbergangszahl wird nun vergr=F6=DFert um einen Faktor vergr=F6=DFert, welcher dem Enthalpieverh=E4ltnis der Enthalpiedifferenzen der feuchten Luft zu der Enthalpiedifferenz der trockenen Luft entspricht.

Also etwa:

Alphafeucht =3D Alphatrocken * (hfeucht32-hfeucht26)/(hJtrocken32- Htrocken26)

Alphatrocken w=E4re dabei entsprechend der gegebenen Geometrie zu berechnen.

Die Viskosit=E4t von feuchter Luft und trockener Luft unterscheiden sich nicht nennenswert. Notfalls k=F6nnte man das nat=FCrlich auch noch einkalkulieren.

Verzichtet wird der Einfachkeit halber auf Effekte wie Tr=F6pfchen u. =C4hnliches.

W=E4re solch eine Berechnung annehmbar und plausibel?

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