Author Topic: Aufgabe 4 (Read 6701 times)

Eric2006 · « **on:** July 22, 2008, 08:03:20 pm »

Hallo,

ich finde bei der 4. Aufgabe von Prof. Huhn keinen richtigen Ansatz. Ich könnte mir vorstellen, dass das über eine Energiebilanz gerechnet werden muss. siehe Umdruck S. 47 unten. Aber so richtig komm ich da auf keinen grünen Zweig, was ist D, F und A(punkt)?

djforge · « **Reply #1 on:** July 22, 2008, 08:31:59 pm »

zur augabe a)
alpha.a bestimmen über konvektionsansatz( mit nusselt usw(freie konvektion auf platte)
damit dann q.kon ausrechnen, bäm

Eric2006 · « **Reply #2 on:** July 22, 2008, 08:32:56 pm »

so...ich habe das ergebnis:
die rechnung wird nicht über die energiebilanz gerechnet, sondern rein über freie konvektion.
man muss die nusselzahl ausrechnen. dies ist recht aufwendig, da für die Ra Zahl die beta, dichte, c(p) usw interpoliert werden muss, siehe Tab. S.45

djforge · « **Reply #3 on:** July 22, 2008, 08:50:19 pm »

da musste doch net interpolieren, da dein t.B=1/2( t.U+t.W) is siehe s37 mitte konv anner wand. haben das so gemacht und genau die lösungen rausbekommen
(mit den stoffwerten für t.B=10°C

merlin3 · « **Reply #4 on:** July 22, 2008, 09:22:58 pm »

mal ne andere frage,
reicht es (wenn denn eine interpolation gebraucht wird) diese linear zu machen?

und wie genau müssen die ergebnisse und zwischenergebnisse sein?
ich rechne immer auf 5 gültige stellen (wie bei prof. meinert), aber in den lösungen sind oft nur 3 stellen angegeben...

nich das sowas dann punktabzüge gibt :cry:

djforge · « **Reply #5 on:** July 22, 2008, 09:43:27 pm »

wie genau is schwer zu sagen weil prof beckmann ja noch keine klausur geschr hat. zum interpolieren, wenn die grenzen zwischen denen du interpolierst sich nicht extrem unterscheiden ist linear völlig ok, anners bei werten wie es bei manchen strahlungs aufgaben, wo man unterschiede im 10^x fachen hat. dort muss man sich selbst ne interpolationsfkt bauen. siehe übungen zur strahlung

Aldo · « **Reply #6 on:** July 22, 2008, 11:23:01 pm »

bin grad bei der a)

mit den Werten der Bezugstemp t.B=10°C bekomm ich folgendes raus:

Ra=1.91x10^9
(bei a=9.688x10^(-4) )
Nu=144.956
alpha = astronomisch hoch.... :unsure:

könnt ihr mir nen Tipp geben welcher Wert schon mal daneben ist?

skaal · « **Reply #7 on:** July 23, 2008, 09:01:07 am »

gleich der erste is bei mir anders:

Ra=9,1934*10^10

Zathrass · « **Reply #8 on:** July 23, 2008, 09:10:03 am »

Mit den folgenden Werte kommst Du auf das richtige Ergebnis:

a = 2.014 * 10^-5 m2/s
Ra = 9.19 * 10^10
Nu = 508.887
alpha = 3.173 W/(m2K)

folgende Stoffdaten habe ich abgelesen:

Rho = 1.230 kg/m3
beta = 3.543 * 10^-3 1/K
c_P = 1.007 kJ/kgK
Lambda = 24.94 * 10^-3 W/(m*K)
nü = 14.42 * 10^-6 m2/s

Eric2006 · « **Reply #9 on:** July 23, 2008, 10:55:01 am »

wie errechnet sich c)? da gibts zwar nur 2P drauf, aber irgendwie komm ich nicht drauf.
wenn ich das alpha_a aus Aufgabe a) her nehme und einfach einen stationären wärmestrom von t_innen nach t_u berechne bezogen auf 1m² komm ich auf einen etwas zu hohen Wert. mit k=1/alpha_i + 0,1m/lambda_G + 0,01m/lambda_D + 1/alpha_a und q = (t_i - t_u) / k

Kaefer · « **Reply #10 on:** July 23, 2008, 11:14:55 am »

also ich bin von der formel seite 61 ganz unten wobei alpha aus aufgabe a) und b) gerechnet wird, komme dann aber "nur" auf 2,11 W/m^2.

hat jemand ne ahnung zu aufgabe d) also für die energiestromdichte.

Zathrass · « **Reply #11 on:** July 23, 2008, 01:57:33 pm »

Quote from: Eric2006

wie errechnet sich c)? da gibts zwar nur 2P drauf, aber irgendwie komm ich nicht drauf.
wenn ich das alpha_a aus Aufgabe a) her nehme und einfach einen stationären wärmestrom von t_innen nach t_u berechne bezogen auf 1m² komm ich auf einen etwas zu hohen Wert. mit k=1/alpha_i + 0,1m/lambda_G + 0,01m/lambda_D + 1/alpha_a und q = (t_i - t_u) / k

Du rechnest fast richtig. Du darfst in Deiner Berechnung der Wärmeleitung den Wärmeübergang von den Dachziegeln an die Umgebungsluft nicht berücksichtigen, da hier Strahlungsvorgänge den Wärmeübergang beeinflussen.

Du musst also von t_R bis t_W rechnen und somit in Deinem k-Wert den Term "1/alpha_a" streichen.

Der k-Wert ist richtigerweise k=(1/alpha+ d_G/lambda_G+d_D/lambda_D)^-1 = 0.443 W/(m2K). Und q_i=k*(t_R-t_W)=2.214 W/m2.

Quote from: Kaefer

also ich bin von der formel seite 61 ganz unten wobei alpha aus aufgabe a) und b) gerechnet wird, komme dann aber "nur" auf 2,11 W/m^2.

hat jemand ne ahnung zu aufgabe d) also für die energiestromdichte.

Der Weg über die Überlagerung von Konvektion und Strahlung ist falsch, da Du den einfallenden Energiestrom nicht berücksichtigst.

Die Aufgabe d) schließt die Energiebilanz um die Dachziegeloberfläche.
q_i+q_S = q_Konv + q_Str --> umstellen nach q_S

Die Energiestromdichte des einfallenden Wärmestroms kann mittels des Absorptionsgrades bestimmt werden. q_S ist der absorbierte Wärmestrom und der Absoroptionsgrad ergibt sich hier zu: alpha_S = q_S/f
Somit ist f = q_S/alpha_S = 134,98 W/m2

Moffi · « **Reply #12 on:** July 23, 2008, 05:37:14 pm »

mal ne frage...wie rechnet man bei der e) das tw* aus...

also ich hab mit dem ansatz qi = qstr angefangen

da komm ich ja dann auf k(tR-tw*) = alphastr (tw*-tu) und stell dann nach tw* um

komm da aber auf tw*= 4,99°C

da müsste doch auch noch ein qkon ne rolle spielen? bloß kann man da einfach mit alphakon rechnen weil das ni extra dort steht?....aber mit diesem alphakon aus a) komme ich trotzdem dann auf ein tw*= 6,62°C

Wills · « **Reply #13 on:** July 23, 2008, 08:03:58 pm »

hätte mal ne frage zur bilanzierung bei d: ich dachte aus meinem raum geht ne wärmestromdichte nach außen, außerdem nach außen gerichtet ist die konvektive wärmestromdichte und eine infolge der strahlung... dem entgegengerichtet steht doch nur die absorption

wo ist hier mein denkfehler?

@moffi du musst noch die konvektion berücksichtigen (formel ganz unten auf S.61)

willma · « **Reply #14 on:** July 24, 2008, 12:11:22 am »

Quote from: Wills

hätte mal ne frage zur bilanzierung bei d: ich dachte aus meinem raum geht ne wärmestromdichte nach außen, außerdem nach außen gerichtet ist die konvektive wärmestromdichte und eine infolge der strahlung... dem entgegengerichtet steht doch nur die absorption

wo ist hier mein denkfehler?

@moffi du musst noch die konvektion berücksichtigen (formel ganz unten auf S.61)

Hmm dacht ich auch erst :whistling:

Tatsächlich ist es aber so, das die Wärmestromdichte von innen IN deine Wand hinein geht!
Ist soweit auch gant klar da sie ja durch die Wand nach außen muss...

Ick fand die Tatsache auch komisch aba man wird wohl mit leben müssen :innocent:

Quote from: Moffi

mal ne frage...wie rechnet man bei der e) das tw* aus...

also ich hab mit dem ansatz qi = qstr angefangen

da komm ich ja dann auf k(tR-tw*) = alphastr (tw*-tu) und stell dann nach tw* um

komm da aber auf tw*= 4,99°C

da müsste doch auch noch ein qkon ne rolle spielen? bloß kann man da einfach mit alphakon rechnen weil das ni extra dort steht?....aber mit diesem alphakon aus a) komme ich trotzdem dann auf ein tw*= 6,62°C

Du musst Beachten, dass alpha_kon von tw* abhängig ist... das ganze wird denk ich mal auf ne iterative Angelegenheit hinauslaufen.

Du setzt dir einfach nen realistischen Startwert deiner Temp. und dann Rechneste damit dein neues alpha_kon aus und guckst was für die tw* rauskommt...dann setzt du dein neues tw* wie ein um alpha_kon nochmal zu berechnen etc pp...

Ich weiß aba net inwiefern das richtig ist, da ich es noch net gemacht hab O:-)