Klausur Wärmeübertragung SS2011

[Rollo-derWikinger]

@ haves: ich habe die aufgaben hier mithilfe der formeln aus dem skript gelöst und bis auf die oben genannten paar aufgaben stimmen die ergebnisse genau. die formeln aus dem alten skript unterscheiden sich duch die empirischen Näherungungen für die Nusseltzahlen, die wichen dann gern mal um 1-2 ganze Zahlen ab (Das kann also nicht die abweichenden Ergebnisse erklären)  
Für Wärmeübertrager und Strahlung ist die alte Formelsammlungs zwar nicht falsch, aber eher unbrauchbar

[Haves]

Okay, dann werde ich mal probieren mit der von mir genannten Formelsammlung die Prüfungen durchzurechnen. Zumindest bis Aufgabe 2 bei der 2008er passen da die Nussel-Zahlen nämlich noch...
Die Skripte sind ja doch etwas unkomfortabel.

[Steve484]

muss man bei der 2008/2b) und c) bei der Stanton Zahl nicht die Fläche wieder doppelt nehmen weil die Platte ja doppelt angeströmt wird? weil dann kämen 24,69°C raus!?! und eben bei der c) dann auch was anderes

[TopGun]

Gibt es eigentlich mehr Fragen zum Theorieteil, außer den in der Klausur von 2008?
Und wenn ja, wo ?

[Rollo-derWikinger]

@steve: wie meinen? ich nehm mal an du meinst 2b aus dem ersten teil von 2008 (wo die ergebnisse fehlen). da hab ich doch die länge mal 2 genommen und damit auch in der Reynoldszahl gerechnet bzw. in der Nusseltzahl. was soll ich da noch mal 2 nehmen? wo hast du da ne stantonzahl? ich kenn die nur von wärmeübertragern

@topgun: ich hab auch schon gesucht und bin nicht fündig geworden. schätze ich werd mir mit hilfe des skripts am wochenende oder so mal n paar fragen aus den finger saugen oder so ähnlich

[TopGun]

Bei 2008 1) a) habe ich auch so. Zu b): negatives Vorzeichen habe ich auch. Allerdings komme ich auf einen Wert von -21.449,63 W.
Was ist mit dem k-Faktor? Hattest Du ihn berücksichtigt? Trotz Isolation ist es doch immer noch ein Hohlzylinder. Reicht da wirklich der Gesamtwiderstand aus?
1c) Da habe ich Wandtemperaturen innen: 105,56 °C, außen: 120,74 °C.

Meine Lösung stelle ich mal morgen ins Netz.

[Steve484]

@steve: wie meinen? ich nehm mal an du meinst 2b aus dem ersten teil von 2008 (wo die ergebnisse fehlen). da hab ich doch die länge mal 2 genommen und damit auch in der Reynoldszahl gerechnet bzw. in der Nusseltzahl. was soll ich da noch mal 2 nehmen? wo hast du da ne stantonzahl? ich kenn die nur von wärmeübertragern

ich meinte dass man ja für die berechnung der temperatur nach 2 minuten man ja den ansatz (sry kann kein latex) "dimensionslose temperatur"=exp(-St)
Stanton zahl ist aber "alpha x A x t /rho / c /V". in unserem fall wird ja die Platte beidseitig angeströmt, was ja dann eigentlich auch ne verdopplung der Fläche zur folge hat. du hast das "beidseitig" bei der aufgabe a) schon noch mit genommen aber eben dann bei b) c) nicht mehr

edith: bei der Formelsammlung aus dem anderen Thread steht oberhalb des punktes 6.2. bei "Oberflächen zu Volumenverhältnis"-> "beidseitig beheizte unendlich ausgedehnte ebene Platte der Dicke s A/V=2/s

[Ondrej]

Gibt es eigentlich mehr Fragen zum Theorieteil, außer den in der Klausur von 2008?
Und wenn ja, wo ?

ich hatte die ehre die klausur 2mal zu schreiben, das problem ist nicht die schwierigkeit sondern die wenige wenige zeit die man hat!
 
ich kann mich noch an folgende fragen erinnern:
 
- einzeichnen aller strahler und deren spektrum in ein diagramm
 
- wärmeverlauf von wärmeübertragern (gleich und gegenstrom) entlang der "zwischenwand"
 
- Grashof , Prandl und co als Formel hinschreiben inkl benennung der einzelnen variablen (zähigkeit usw)
 
- Welche Arten der Wärmeübertragung gibt es
 
- Fouriersche Differentialgleichung
 
- Wärmewiderstände zusammenfassen (gegeben war eine wand die man zu einer zusammenfassen sollte)
 
- was sagt das wiensche gesetz / stefan-boltzmann-gesetz aus?
 
....
 
...
 
in meinem jahrgang hat damals ein student eine formelsammlung angefertigt die völlig ausreichend war, vlt hilft die ja jemandem weiter
 
http://uploaded.to/file/qvd3p0pr

[TopGun]

Bei 2008 1) a) habe ich auch so. Zu b): negatives Vorzeichen habe ich auch. Allerdings komme ich auf einen Wert von -21.449,63 W.
Was ist mit dem k-Faktor? Hattest Du ihn berücksichtigt? Trotz Isolation ist es doch immer noch ein Hohlzylinder. Reicht da wirklich der Gesamtwiderstand aus?
1c) Da habe ich Wandtemperaturen innen: 105,56 °C, außen: 120,74 °C.
 
Meine Lösung stelle ich mal morgen ins Netz.

Das hat sich gerade erübrigt. Ich komme auch auf die genannten Ergebnisse.
 
Bei der 2. Aufgabe (07/2008) allerdings habe ich die Länge mit L=A/U = (s*L)/(2*s+2*L) gerechnet. Eine Störung der Strömung habe ich im vorderen und hinteren Teil der Platte. Nach der Tabelle hat man sowohl eine turbulente Strömung als auch eine laminare Strömung. Somit ergibt sich auch eine andere Nusselt-Zahl.
Die Prandtl-Zahl habe ich auch so raus.

[TopGun]

Was den 2. Teil der Klausur SS2008 (jene die mit dem Ofen anfängt), Aufgabe 2 betrifft, so sind die gedruckten Ergebnisse falsch.
Wenn man die Nusselt-Zahl mit der Formel für einen quer angeströmten Zylinder berechnet (siehe Aufgabenbeschreibung), so erhält man für das alpha = 109,68 W/(m²*K).
Für b) wo die Temperatur gesucht ist, erhalte ich dann 456,11 °C.
Bei c) erhalte ich eine Zeit von 32,5 s.
 
Sollte jemand auf die gedruckten Ergebnisse bekommen, bin ich mal sehr auf den Lösungsweg gespannt. Er möge uns dann hier erleuchten.

[MJey]

bei mir ist dasselbe, die alphas scheinen in der musterlösung nicht zu stimmen!?

[Rollo-derWikinger]

Hab mich bisher nich weiter mit WÜ beschäftigt. daher ist dem aufmerksamen beobachter vielleicht aufgefallen (mir bis jetzt nicht), dass der zweite teil von Aufgabe 2 in der Klausur 2008 (2) im pdf beim zusammenfügen wohl verrutscht ist, und zwar auf seite 6. ich änder das morgen oder so mal

kann topguns und mjeys ergebnisse bestätigen
wenn man annimmt, dass auch das alpha von aufgabe 2 2009 nicht stimmt, kann mans nochmal durchexerzieren und kommt auf

[latex]
2008 (2) Aufgabe 2:\\ \\
a) $\alpha=109,659 \frac{W}{m²K}$\\
b) $\theta=456,065^\circ C$\\
c) $t=32,532s$\\ \\
2009 Aufgabe 2:\\ \\
a) $Nu=84.625\\
\alpha=46,728 \frac{W}{m²K}$\\
b) $\theta=210,919^\circ C$\\
c) $t=671,000s=11min 11s$ [/latex]

@steve: jetzt hab ich endlich raus was du meinst. habs ausgerechnet und komm auf b) T=24,696°C und c) t=5736,464s = 1h 35min 36s
c) klingt zwar besser als mein altes ergebnis (3h 11min) aber immer noch ziemlich hoch

[Haves]

@Rollo: Das mit c) kann ich so bestätigen, wollte auch grade mal anfragen, warum du mit s statt mit s/2 rechnest. Formel 9-8 und Abbildung 9-1 sollte ja auch erklären warum.

[adeptus mechanicus]

einmal ist nach der oberflächentemperatur gefragt und einmal nach der temperatur in der plattenmitte...
besteht da ein unterschied was die verwendeten formeln anbelangt?
in rollo's lösung wurden die gleichen formeln verwendet und nur nach verschiedenen variablen umgstellt

[Rollo-derWikinger]

Wenn die Biot-Zahl unter 0,1 ist, so ist der wärmewiderstand vernachlässigbar klein und man kann das vereinfachte modell wählen, bei dem der unterschied zwischen kern- und oberflächentemperatur vernachlässigbar klein ist. Für Bi < 0,1 muss man dann in die Tabellen gehen. bei denen wird dann zwischen oberflächen-, kern- und mittlerer temperatur unterschieden. so hab ichs jedenfalls verstanden.