Week 5 Convectie nader bekeken



Vergelijkbare documenten
Convectiecoëfficiënten en ladingsverliezen bij éénfasige

Tentamen Warmte-overdracht

Tentamen Warmte-overdracht

Tentamen Stromingsleer en Warmteoverdracht (SWO) april 2009,

schematische doorsnede van de wand van een oven Filmlaagjes zijn dunne (laminaire) laagjes lucht voor, direct tegen de wand

Tentamen Warmte-overdracht

Module Aerodynamica ADY03 Reader aerodynamica, Bijlage symbolenlijst

Tentamen Warmte-overdracht

Tentamen Warmte-overdracht

Tentamen Warmte-overdracht

Tentamen Warmte-overdracht

Tentamen x 3

Flowlabpracticum - Lynn Verkroost, Nick Van Bossche en Michiel Haegeman

Menu. Inleiding Algemene informatie Toepassingen Berekening van warmteoverdracht. 360º aanzicht platenwarmtewisselaar

Tentamen Warmte-overdracht

tentamen stromingsleer (wb1225), Faculteit 3mE, TU Delft, 28 juni 2011, u

Samenvatting Stromingsleer en warmteoverdracht

Het drie-reservoirs probleem

Figuur 3 Totale druk bij aanvalshoek 4 Figuur 4 Totale druk bij aanvalshoek 4

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT TECHNISCHE NATUURKUNDE GROEP TRANSPORTFYSICA

Vallen Wat houdt je tegen?

Formuleblad college Stromingsleer wb1225

tentamen stromingsleer (wb1225), Faculteit 3mE, TU Delft, 12 april 2011, u

5 Warmtewisselaars. 5.1 Typen warmtewisselaars

Tentamen Inleiding Warmte en Stroming (4B260)

Examen theorie Warmte- en Verbrandingstechniek

De olie uit opgave 1 komt terecht in een tank met een inhoud van liter. Hoe lang duurt het voordat de tank volledig met olie is gevuld?

( ) ( ) en vloeistof met dichtheid = 891 kg/m 3 stroomt door een ronde uis met een bocht met diameters

innovation in insulation

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT WERKTUIGBOUWKUNDE DIVISIE COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL MECHANICS

Warmtetransport & thermische isolatie

Meerzone luchtstroomodellen

NMi EuroLoop KROHNE Academy Procesverbetering door kennisoptimalisatie

NATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE. Tweede ronde - theorie toets. 21 juni beschikbare tijd : 2 x 2 uur

Meteorologie en Luchtkwaliteit

Naam:... Studentnr:...

2 - Luchtsnelheidsensoren FloXact -Stick

Onderzoek naar de oplosbaarheid van gassen in water, bij warmtebronnen in verwarmingssystemen

Het tentamen levert maximaal 30 punten op, waarvan de verdeling hieronder is aangegeven.

Validatie van simulatiemethode in Open FOAM

Fysica voor Beginners. Deel 1

kringloop TS diagram berekeningen. omgevingsdruk / aanzuigdruk na compressor na de verbrandingskamers na de turbine berekend:

Bionica voor de jachtbouw

Voorbeeldverslag SYMO opdrachten De opdrachten staan in het bondgraaf dictaat van 7 nov 2009

10 Materie en warmte. Onderwerpen. 3.2 Temperatuur en warmte.

Hoofdstuk 5. Temperatuur en warmteflux meetmethoden. 5.1 Inleiding

CONSULTANTS IN HEAT TRANSFER. Agenda

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT DER TECHNISCHE NATUURKUNDE GROEP TRANSPORTFYSICA

Bionica en Zwemmen. Weerstand in water. J.J. Videler Brakel 28 maart 2009

Basics flowmetingen. De basis informatie over: Thermal Mass / Positive Displacement / Turbine / Verschildruk en VA Flowmeters

Deel 1 : Mechanica. 2 de jaar 2 de graad (2uur) Inhoudstafel. - a -

Practicum handleiding voor de proefopstellingen Stromingsleer. januari 1999, Ir. J.C. van Muiswinkel MEAH-184

De kinematische viscositeit gebruikt de dynamische viscositeit om het reynoldsgetal te bepalen van een object. De formule hiervoor is:

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2016 theorietoets deel 1

3. Beschouw een zeer goede thermische geleider ( k ) in de vorm van een cilinder met lengte L en straal a

Het tentamen levert maximaal 30 punten op, waarvan de verdeling hieronder is aangegeven.

Basics flowmetingen. De basis informatie over: Magnetisch Inductieve/ Vortex/ Ultrasone en Coriolis Massa Flowmeters

1ste ronde van de 19de Vlaamse Fysica Olympiade 1. = kx. = mgh. E k F A. l A. ρ water = 1, kg/m 3 ( θ = 4 C ) c water = 4, J/(kg.

Opgave 1 Afdaling. Opgave 2 Fietser

Tentamen Meten aan Water CT3412 (-MI) Donderdag 8 december :00-12:00 uur

Tentamen Cardiovasculaire (Humane) Stromingsleer 4A690 (3T160) blad 2/3 2. In een experimentele opstelling wil men de invloed van pulserende schuifspa

Of het nu gaat om elektrische stroom, een waterstroom of een warmtestroom: in het algemeen heb je om stroom te krijgen een drijvende kracht nodig.

Een vloeistof bevat te veel deeltjes om er het massamiddelpunt van te bepalen. Oplossing: we definiëren een stromingsveld: (,p,v) aan.

de weerstandscoëfficiënt van de bochten is nagenoeg onafhankelijk van het slangtype.

Aventuri met Bernoulli De wet van Bernoulli toegepast

Omschrijving : voorbeeld gasleidingberekening Leever

Reynolds number. Laminar and turbulent flow in a cigarette's smoke.

Formule blad College Stromingsleer Wb1220

Hoofdstuk 5. Dubbele-pijp-warmtewisselaars. 5.1 Inleiding

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN HAVO 2015

Wanda 4 Heat 4 maart 2010

Damptransport Declercq Johan.xls. RV temp. p verzadiging p D % o C Pa. binnen ,8 p D2. buiten ,7 p D1.

de weerstandscoëfficiënt van de bochten is nagenoeg onafhankelijk van het slangtype.

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Oefeningen Smering : toepassing van de Navier-Stokes vergelijkingen

DRUKVERLIES GELAMINEERDE FLEXIBELE SLANGEN

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT TECHNISCHE NATUURKUNDE, vakgroep Transportfysica FACULTEIT WERKTUIGBOUWKUNDE, vakgroep Fundamentele Wertui

Cursus Vacuümtechniek

Aerfoam geïsoleerd leidingsysteem. Een compleet, duurzaam en luchtdicht geïsoleerd leidingsysteem

Phydrostatisch = gh (6)

Afleiding van de basisvergelijking voor de constructie van een zelf-luchtaanzuigende branderkop

TBCHNISCHÜ HOGESCHOOL DELFT. Laboratorium voor Fysische Technologie DE LOCALE EN GEMIDDELDE WARMTEOVERDRACHT AAN DE

Wet van Bernoulli. 1 Druk in stilstaande vloeistoffen en gassen 2 Druk in stromende vloeistoffen en gassen 3 Wet van Bernoulli

Energiehandboek voor verwarmde Tankopslag

Tentamen Humane Stromingsleer (3T160) blad 2/3 op maandag 19 juni, 9-12 uur, zaal In een model van het arteriele systeem wordt een harmonische

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT WERKTUIGBOUWKUNDE DIVISIE COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL MECHANICS

Klimaatbeheersing (1)

Een vulkaan onder Nederland

5 Stromingsleer. 5.1 Inleiding

Aerodynamica Draagkracht. Eenparige rechtlijnige beweging Krachten zijn in evenwicht Lift = Gewicht Weerstand = Trekkracht

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT DER TECHNISCHE NATUURKUNDE GROEP TRANSPORTFYSICA

Unificatie. Zwakke Kracht. electro-zwakke kracht. Electriciteit. Maxwell theorie. Magnetisme. Optica. Sterke Kracht. Speciale Relativiteitstheorie

1. Over Fluvoo. 2. Installatie van Fluvoo. 3. In een notendop. Figurenlijst

Tentamen Fysische Verschijnselen (4B260) 16 juni 2005, uur

CFD Tankputbrand; Toelichting CFD en validatie

Datum : 10 mei Omschrijving : Vabi Gasleidingberekening

Natuurkunde-2 GPL bakker (bk) BAKKER (2015) Algemene Technicus. Leerjaar 2. Juli K.Bakker (2015) k.bakker Technische Natuurkunde M.T.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT WERKTUIGBOUWKUNDE DIVISIE COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL MECHANICS

Werfix BVBA. Drenotube drainage: beschrijving systeem

Datum : 6 maart : utiliteitsgebouw. Omschrijving : Voorbeeld C.V.-leidingberekening

Transcriptie:

Wee 5 Convectie nader beeen ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 1

Convectie nader beeen Onderscheid in beschrijvingswijze voor enerzijds geleiding/straling en anderzijds convectie Bij convectie wordt warmteoverdrachtscoëfficiënt gedefinieerd voor drie typen overdracht: een externe gedwongen stroming een interne natuurlije stroming een interne gedwongen stroming Vergelijingen zijn ingewield: CONV Om CONV te unnen toepassen moet je wel een paar slagen maen: oefenen, oefenen, oefenen ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 2

Convectie nader beeen (vervolg) Tabel 4.1 soort stroming externe stroming over oppervla natuurlije stroming in een vergelijing die h c commentaar bepaalt q h T T T e is de temperatuur van ( ) s c s e omsloten ruimte ( ) interne stroming in een anaal het vrijstromende medium &Q A h c T T T en T C zijn de opp.temp. C van resp. hete en oude oppervla qs hc( Ts Tb) T b is de temperatuur van de bul ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 3

Warmte-overdracht door convectie Wet van Newton: Q h ( ) c A Ti T met: A binnenoppervla T i inwendige wandtemperatuur T erntemperatuur, temperatuur van het midden van het stromende medium h c warmte-overdrachtscoëfficiënt Q T i stromend medium T Q T i ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 4

Warmte-overdracht door convectie Grootheden, die van invloed zijn bij convectie: snelheid dichtheid viscositeit temperatuur warmtegeleidingscoëfficiënt soortelije warmte Invoeren van entallen: ental van Reynolds: Re geometrisch ental: L D ρ v D η hydraulische diameter aantal variabelen teruggebracht van 5 naar 2 ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 5

Warmte-overdracht door convectie Gedwongen convectie: stroming van het medium wordt veroorzaat door een pomp Vrije convectie: stroming van het medium wordt veroorzaat door een verandering in de dichtheid van het medium (door warmte). Dit z.g. Thermo-syphon-effect is alleen mogelij als de invloed van de zwaarteracht aanwezig is (of een andere versnelling, b.v. de centripetale versnelling in een turbineschoep). Opmering: aard van stroming oo belangrij (laminair of turbulent) ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 6

Gedwongen convectie bij turbulente stroming T V grenslaag stromend medium T i Snelheidsprofiel bij turbulente stroming T i grenslaag T T stromend medium T i Temperatuurprofiel bij turbulente stroming ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 7

Eenheden-analyse T V grenslaag stromend medium T i Q hc A ( T T ) 4 opp. doorsnede omtr. doorsnede i warmtegeleiding: warmteopslag: ρc viscositeit: η dichtheid ρ hydraulische diameter: D snelheid: V grenslaag stofstroom ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 8

Eenheden-analyse (vervolg) h c : [W.m -2.K -1 ] [g 1.m 0.s -3.K -1 ] : [W.m -1.K -1 ] [g 1.m 1.s -3.K -1 ] ρc : [J.m -3.K] [g 1.m -1.s -2.K -1 ] ρ : [g.m -3 ] [g 1.m -3 ] D : [m] [m 1 ] V : [m.s -1 ] [m 1.s -1 ] η : [N.s.m -2 ] [g 1.m -1.s -1 ] c : [J.g -1.K -1 ] [m 2.s -2.K- 1 ] h c const. a ρc b ρ v D ( ) c d e f η ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 9

Eenheden-analyse (vervolg) h c : [W.m -2.K -1 ] [g 1.m 0.s -3.K -1 ] : [W.m -1.K -1 ] [g 1.m 1.s -3.K -1 ] ρc : [J.m -3.K] [g 1.m -1.s -2.K -1 ] ρ : [g.m -3 ] [g 1.m -3 ] D : [m] [m 1 ] V : [m.s -1 ] [m 1.s -1 ] η : [N.s.m -2 ] [g 1.m -1.s -1 ] c : [J.g -1.K-1] [m 2.s -2.K- 1 ] [g 1.m -1.s -1 ] f h c const. a ρc b ρ V D ( ) c d e f η ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 10

g m s K Eenheden-analyse (vervolg) h c ρc ρ V D η a b c d e f 1 1 1 1 1 0 1-1 -3 1 1-1 -3-3 -2-1 -1-1 -1-1 1 a + b+ c + +f 0 a - b- 3c + d + e - f -3 3a - 2b - d - f -1 - a - b 4 vergelijingen met 6 variabelen: 2 vrij te iezen, bv. b en d a 1 - b f b - d c - b + d e - 1 + d ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 11

Eenheden-analyse (vervolg) of: h c h c const D. D ρcη ρ ρcη const. ρ b b ρvd η ρvd η d d of: Nu const. ( Pr ) b ( Re ) d Nu: ental van Nusselt Pr : ental van Prandtl Re: ental van Reynolds Experiment: Nu 0, 023 Re 0, 8 Pr n 0,4 bij opwarmen n 0,3 bij afoelen medium ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 12 n

Overzicht entallen bij convectie Kental van Nusselt: Nu h c D h c warmteoverdrachtscoefficient [W.m -2.K -1 ] D arateristiee afmeting [m] D 4S/O met S oppervla en O omtre D (pijp) diameter pijp D (plaat) plaatlengte warmtegeleidingscoefficient [W.m -1.K -1 ] Warmteoverdracht t.o.v. geleiding: Nu geeft de waliteit van de warmteoverdracht aan van de binnenwand naar stromend medium ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 13

Overzicht entallen bij convectie (vervolg) Kental van Prandtl: Pr η c ν a ν impulsvereffeningscoefficient [m 2.s -1 ] ( inematische viscositeit) a temperatuurvereffeningscoefficient [m 2.s -1 ] Pr bevat de materiaaleigenschappen van het medium. Voor gassen is Pr onafhanelij van de dru en temperatuur en heeft voor 2-atomige gassen de waarde Pr 0,7. Voor meer-atomige gassen geldt: 0,7 < Pr < 1. ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 14

Overzicht entallen bij convectie (vervolg) Kental van Reynolds: Re arateriseert het soort stroming (turbulent, laminair) Re τ E E τ V η D ρ V 2 Re ρ V V 2 D η ρ V D η ρ dichtheid medium [g.m -3 ] V snelheid [m.s -1 ] D hydraulische diameter [m] η dynamische viscositeit [N.s.m -2 ] ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 15

Example 4.2: Turbulente stroming in lucht Lucht stroomt met 0,11 g.s -1 door een 1 cm breed anaal van een warmtewisselaar, de hoogte is 0,5 m. et anaal is 0,8 m lang en de wandtemperatuur is 600 K. Bepaal de warmte-overdrachts- coëfficiënt als de dru van de lucht 100 Pa is, de gemiddelde temperatuur van in- en uitlaatlucht op 400 K wordt geschat en de inlaat een hoe van 90 0 bezit. Luchtstroming tussen parallele platen Stroming is turbulent: vgl. en (4.42) en (4.45) Voer eventueel een correctie uit m.b.v. tabel 4.4 Bepaal warmteoverdrachtscoëfficiënt Probeer dit oo met het computerprogramma CONV ogeschool Wertuigbouwunde/E52/'03-'04/ wee5 16