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Tutorial MenueKompaktkurs WärmetransportLerneinheit 7 von 7

Praktikum Wärmetransport (Einfluss Strömungsverhalten)

Berechnungshilfe zum experimentellen Wärmedurchgangskoeffizienten k

Schritt 1: Berechnung der Wärmeströme

Gemessen: V · 1 , V · 2 , T1,E , T1,A , T2,E , T2,A

Gegeben: Betriebsart, Medium (Wasser)

Die Berechnung der ausgetauschten Wärmeströme für den Kaltwasserkreislauf (aufgenommen) und für den Warmwasserkreislauf (abgegeben) erfolgt gemäß der Formel

Q . = m . c p Δ T

Zuvor muss die Wärmekapazität (cp) und die Dichte (ρ) für den Warm- (Index 1) und Kaltwasserstrom (Index 2) mit Hilfe der folgenden Polynome berechnet werden.

  • cp=4,2176 - 0,00323·TM + 8,9299·10-5·TM 2 - 1,0064·10-6·TM 3 + 4,3997·10-9·TM 4 [kJ/kg·K]
  • ρ=1000,3427 - 0,053·TM - 0,00378·T M 2 [kg/m3]
Abb.1

Beispielrechnung

.

Schritt 2: Berechnung der Wärmeaustauschfläche A im Doppelrohr

Gegeben: dai , dii , l

Die Wärmeaustauschfläche A für das Doppelrohr wird mit folgender Formel berechnet:

A = π l ( d ai d ii ) ln d ai d ii

Diese vereinfacht sich für dünnwandige Rohre zu A = π d m l = π ( d ai + d ii ) 2 l

Abb.2

Beispielrechnung

.

Schritt 3: Berechnung der mittleren logarithmischen Temperaturdifferenz

Δ T m = Δ T groß Δ T klein ln Δ T groß Δ T klein

Abb.3

Darstellung der Temperaturgrößen

.

Schritt 4: Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten k

k = Q · 3 A Δ T m

Abb.4
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