freie Konvektion_Wärmeübergang in einem Registerspeicher

Dieses Thema im Forum "HLK" wurde erstellt von 3dzocker, 2 Dez. 2012.

  1. , bekannt, bekannt, bekanntHallo an die Gemeinschaft, ich hoffe ihr könnt mir helfen.

    Folgendes Problem betreffend einen Registerspeicher / Warmwasserspeicher mit innenliegendem Wärmeübertrager.

    P1 = P2 mit

    P1 = Q * Rho * cP * (TE - Tx) und

    P2 = Uu * L * \Delta Tm

    mit \Delta Tm = { (TE-TS) - (Tx-TS) } / { LN [ (TE-TS) / (Tx-TS) ] }

    Q = Volumenstrom in m³/h, konstant
    Rho = Dichte in kg/m³, bekannt, temperaturabhängig
    cP = spez. Wärmekapazität in Ws/kgK, temperaturabhängig
    TE = Vorlauftemperatur des Heizwassers in der Heizschlange (Wärmeübertrager), konstant, bekannt
    Uu = Umfangs-U-Wert, Wärmeübergang in W/m²K von Wasser an Stahl an Wasser
    L = Länge der Heizschlange in m, konstant, bekannt

    Die gesuchte Größe ist Tx in °C und man kann obige Gleichung, P1 = P2, nicht nach Tx = auflösen, da Tx 4 Mal in dieser Gleichung in mehr oder weniger komplizierter Beziehung auftritt.

    Um das Ganze dennoch lösen zu können, habe ich die Berechnung in Excel übertragen und über die Abgleichbedingung "gesolvert".

    Das Problem ist, dass die bisher "richtigste" Lösung ein "Alpha außen" (steckt im Umfangs-U-Wert) von rund 813W/m²K liefert.
    Beim Zurückrechnen des gegebenen Speichers muss sich allerdings ein "Alpha außen" von 390 bis 400W/m²K ergeben.

    Die verwendete Gleichung für die Berechnung der Nusselt-Zahl und somit von "Alpha außen" ist "Freie Strömung, senkrechte Wand" nach Churchill und Chu.

    Da in der Berechnung der Nusselt-Zahl (für die Berechnung von "Alpha außen") die Rayleigh-Zahl steckt und in dieser mehr oder weniger nur Konstanten, vermute ich, dass ich für die korrekte Berechnung von "Alpha außen" eine andere Gleichung benötige (VDI Wärmeatlas ist nicht vorhanden ;) ).
    Vielleicht hat sich hier schon einmal jemand damit beschäftigt und kann mir evtl. die korrekte Gleichung für die Berechnung nennen oder anderweitig helfen?

    Vielen Dank.

    tschau
     

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