Kühlkörper berechnen

Dieses Thema im Forum "Physik" wurde erstellt von DieKugel, 14 Jan. 2013.

  1. Hallo beisammen,

    sitze hier vor einer Aufgabe und bin mir so gar nicht sicher ob die Lösung stimmen kann, ich hoffe ihr könnt mir helfen :). Die Aufgabe lautet:

    "Ein Server-Raum der Computertechnik soll mit einem Kühlsystem klimatisiert werden. Die Wärme wird dabei durch einen Wasserkreislauf mit einem Rohrleitungsdurchmesser von 1cm und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2m/s an einem Kühlkörper abgeführt. Dieser gibt die Wärme an die vorbeiströmende Luft (20°C) ab."

    In der danebenstehenden Zeichnung ist ein Kühlkörper (A=1,5m², alpha=190W/m²K) abgebildet, bei dem die Wassertemperatur der Zuleitung 90°C, und die der Ableitung 50°C beträgt.
    (Weiterhin ist noch angegeben: Temperatur der Luft = 20°C; c von Luft = 1 KJ/KgK; Dichte von Luft = 1,3 Kg/m³. Ich denke aber dass dies für den ersten Aufgabenteil unrelevant ist).

    Die Frage lautet: "Berechen Sie die Temperatur des Kühlkörpers für die in der Abbildung angegebenen Vor- bzw. Rücklauftemperatur des Kühlkreislaufes!"

    Leistung könnte ich mir mit der Formel P=alpha*A*deltaTheta errechnen, aber hilft mir irgendwie auch nix. Ansonsten käme mir nur nich in den Sinn, dass der Kühlkörper die Temperatur von 40°C annimmt (90°C - 50°C). Ich hoffe ihr könnt mir hier ein bisschen weiterhelfen ;)
    Danke schon mal im Voraus
     
  2. AW: Kühlkörper berechnen

    kannst du mir mal einen ausschnitt deiner Formelsammlung schicken, mit der du das rechnest?
    ich hab hier leider keine und würde mich auch gerne mal dran versuchen :)
     
  3. AW: Kühlkörper berechnen

    Die Hälfte der Aufgabe ist fertig: der Wärmestrom aus dem Kühlkörper in die Luft.

    Die andere Hälfte ist der Wärmestrom aus dem Kühlwasser in den Kühlkörper. Die strömende Wassermenge (Massenstrom) kann aus den gegebenen Werten berechnet werden. Mit der spezifischen Wärmekapazität, der Dichte des Wassers aus der Literatur und den beiden Temperaturangaben kann der Wärmestrom aus dem Wasser in den Kühlkörper berechnet werden.

    Gleichsetzen der beidem Wärmeströme (bei Annahme: stationärer Zustand, keine Verluste) führt auf eine Gleichung, die nach der Oberflächentemperatur des Kühlkörpers aufgelöst werden kann.
     

    Anhänge:

  4. AW: Kühlkörper berechnen

    Wow vielen Dank, auf das wär ich nie gekommen :D Trotzdem hät ich jetzt noch eine Frage...

    Und zwar beim Gleichsetzen der beiden Leistungen aus deiner Lösung:

    cp*M*(Tzu - Tab) = alpha * A (Tk - Tl)

    könnte man das nicht wie folgt ausrechnen:

    alpha * A * (Tk - Tl) = alpha * A * (Tzu - Tab)

    Tk - Tl = Tzu - Tab

    Tk = Tzu - Tab + Tl

    Tk = 60°C
     
  5. AW: Kühlkörper berechnen

    Die Gleichung ''alpha * A * (Tk - Tl)'' beschreibt den Wärmestrom durch die Fläche A, wobei es sich um einen Wärmeübergang zwischen einem Medium mit Temperatur Tk (hier: Temperatur der Kühlkörperoberfläche) und einem Medium mit Temperatur Tl (hier: die Luft in einer ausreichend großen Entfernung zum Kühlkörper) handelt.

    Diese Gleichung passt zum Wärmeübergang zwischen Kühlkörper und Luft.

    Auf der anderen Seite deiner Gleichung ''alpha * A * (Tzu - Tab)'': Die Fläche zwischen Wasser und Kühlkörper muss nicht gleich der Fläche A sein. Der Wärmeübergangskoeffizient zwischen dem Wasser und dem Kühlkörper wird anders sein als der Koeffizient zwischen Luft und Kühlkörper. Auch muss dann die Temperaturdifferenz zwischen Kühlkörper und Wasser eingesetzt werden, weil die Wärme zwischen diesen beiden Medien fließt.
     

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