Wärmetauscher

Dieses Thema im Forum "Physik" wurde erstellt von Unede, 3 Jan. 2013.

  1. Hallo Leute,

    ich soll eine Wirbelstrombremse kühlen.
    Dies soll mittels eines Kühlturm und einem Wärmetauscher geschen.

    Kann mir da jemand weiterhelfen wie ich das angehe?
    Oder bin ich im falschen Forum?
    Alle Angaben gebe ich erst wenn jemand überhaupt mit dem Thema was anfangen kann.

    lg Unede
     
  2. AW: Wärmetauscher

    Elektrischer oder hydraulischer Wirbelstrom?

    Welche Leistung ?

    Kühltürmchen schon da oder muss noch gebaut/geplant werden?
     
  3. AW: Wärmetauscher

    Eine Elektrische Wirbelstrombremse. Leistung 230 kW
    Kühlturm muss noch gekauft werden.

    Gekühlt werden soll ein Motor (MotorÖl, MotorKühlung) und die Wirbelstrombremse.
    MotorLeistung 123kW
     
  4. AW: Wärmetauscher

    Von der Grössenordnung der Leistungen her würde ich mal sagen, dass das jeder moderne LKW ohne Kühlturm schafft, diese Wärmeenergie mit dem üblichen Radiatorkühler abzugeben.

    Wenns unbedingt ein Kühlturm sein muss, dann müsstest Du Dich mal an die Hersteller solcher Teile wenden, ob die vielleicht ein Modell für die Puppenstube im Foyer rumstehen haben ...
     
  5. AW: Wärmetauscher

    Hallo Unede
    mach dir erst einmal Gedanken über die Grösse deiner abzuführenden Leistung. Soll die Wirbelstrombremse zum Bremsen des Motors dienen?

    Gruss Thomas
     
  6. AW: Wärmetauscher

    Grad das ist ja das Problem, ich weiß nicht welche Leistung ich abführen werde.
    Ich weiß nicht wie ich das angehen soll.

    Ich kenn die maximalen Temperaturen die ich bei der Wirbelstrombremse erreichen darf und im Motor, damit alles einwandfrei funktioniert. Aber welche gegentemperaturen ich brauchen werde um es zu kühlen, die weiß ich nicht.

    Ja die Wirbelstrombremse soll den Motor bremsen.

    Oft hab ich gesehen dass ich bei der Bestellung eines Wärmetauscher den Druckverlust angeben muss.
    Was genau ist das, wie berechne ich den? Wovon hängt er ab? Wo entstehen Druckverluste?
     
  7. AW: Wärmetauscher

    bevor wir zum Thema Druckverlust kommen musst du doch erst mal abschätzen, wieviel Leistung du über den Kühler rausbremsen musst. Also geh doch mal von deinem Motor und der angegebenen Leistung aus. Wie ist denn der Wirkungsgrad so eines Motors? Dann hast du auch schon die Temperaturen erwähnt, die du für die Bremse brauchst. Und wenns unbedingt ein Kühlturm sein soll oder auch nur ein Luftkühler hast du ja auch die max. Temperatur im Sommer. Unterscheidet sich vielleicht noch durch die Geographie wo der WT betrieben wird, am Nordpol ist es kälter als in der Wüste.
    Also über die Leistung und die Temperaturen mal mit dem Külmittel die Volumenströme ausrechnen, dann kannst du erst an den Druckverlust denken.
    Aber wie gesagt, zuerst Gedanken über die abzuführende Leistung machen.

    Gruss Thomas
     
  8. AW: Wärmetauscher

    Angenommen ich fahr den Motor auf Höchstleistung, und bei normalen Wetterbedienungen:

    Einen wirkungsgrad von 80% was dann bedeutet dass ich etwa 99kW zum bremsen habe.

    Der Wasservolumenstrom bei 20°C Temperaturdifferenz ist etwa 1,184 Liter pro Sekunde.
     
    #8 Unede, 5 Jan. 2013
    Zuletzt bearbeitet: 5 Jan. 2013
  9. AW: Wärmetauscher

    40 er Schlauch zum LKW-Kühler macht dann ungefähr 1m/s Fliessgeschwindigkeit.

    Passt schon. Der Wirkungsgrad mit 80% ist ohnehin mehr als sehr positiv angenommen - da ist noch viel Sicherheit.

    Ein Ventilator sollte aber noch vor den Kühler - mindestens Windstärke 8 sollte der schaffen.
     
  10. AW: Wärmetauscher

    @pleindespoir

    Was genau meinst du mit "Ein Ventilator sollte aber noch vor den Kühler - mindestens Windstärke 8 sollte der schaffen."?

    Also ich hab jetzt noch den Druckverlust berechnet, und komme auf etwa 0,0224 bar und einer Förderleistung von 3 Watt.
     
  11. AW: Wärmetauscher

    Den Druckverlust kannst Du doch nur berechnen, wenn Du den Kühler kennst.

    Und wenn das Teil in der Ecke hinterm Schrank steht, wirds nicht kühlen - es braucht Luftbewegung.

    Bei den Herstellern gibt es zu den Produkten Tabellen, aus denen die fraglichen technischen Daten entnehmbar sind.

    Rein gefühlsmässig wirst du mit einer Aquariumpumpe von 3 W nicht zurechtkommen.

    Die Kühlwasserpumpe würde ich mit der Achse des Retarders verbinden - wäre ja blöd, wenn man noch extra Strom verbraucht, um die überschüssige Leistung kleinzukriegen.
     
    #11 pleindespoir, 6 Jan. 2013
    Zuletzt bearbeitet: 6 Jan. 2013
  12. AW: Wärmetauscher

    @pleindespoir

    Nur zur richtigstellung: Meinst du mit Kühler den Wärmetauscher?

    Ich stell das konzept nochmakurz vor.
    Ich hab den Motor, dieser wird dann von der Wirbelstrombremse gebremst. Die Wirbelstrombremse muss gekühlt werden. Gekühlt wird, mittels eines Kühlturms. Zwischen Wirbelstrombremse und Kühlturm ist der Wärmetauscher dazwischen geschaltet.

    Also von welchem Kühler redest du?

    Der Wärmetauscher wird in einem Innenraum (wo der Motor und die Wirbelstrombremse sind stehen).

    Der Druckverlust den ich berechnet habe, ist der Druckverlust in der Rohrleitung (von der Wirbelstrombremse zum Wärmetauscher), die etwa grob gechätzt 5 Meter lang sein wird.

    Es ist doch dieser Druckverlust verlangt, oder nicht?
     
  13. AW: Wärmetauscher

    also nochmal zur Leistung. Im Allgemeinen wird bei einem Motor die mechanische Leisung angegeben, das wären die 123 kW. Der Wirkungsgrad eines Dieselmotors von ca. 40 % (keine 80) sind dann eine Leistung von ca. 307 kW, die du max. abführen musst. Damit komme ich auf ca. 26,5 m³/h bei 10 K Temperaturdifferenz. Wird wohl nichts mit eiem 40er Schlauch.
    Warum braucht es denn noch einen Wärmetauscher zwischen Motor und Kühlturm?

    Gruss Thomas
     
  14. AW: Wärmetauscher

    Wenn der Fragesteller mal eine Skizze seines Konzeptes veröffentlichen würde, wäre ihm das sicher eine grosse Hilfe.

    Bei dem aktuellen Informationsstand können nur Vermutungen und allgemeine Hinweise als mögliche Antworten in Frage kommen.

    Jegliche Berechnungen haben den entsprechenden Aussagegehalt ...
     
    #14 pleindespoir, 6 Jan. 2013
    Zuletzt bearbeitet: 6 Jan. 2013
  15. AW: Wärmetauscher

    Okay, hab auch in meinen Unterlagen was gefunden, die deine 40% bestätigen: Effektive Wirkungsgrad bei Dieselmotoren von 30% bis 45%.

    Daten für die Kühlung der Wirbelstombremse:

    Effektive Leistung: 0,4 x 123,5 ist etwa 50kW
    Benötigter Volumenstrom: 2,153 m3/h
    Temperaturdifferenz: 20°C
    Wirbelstrombremse Medium: Wasser


    Hier noch die Skizze, ich hoffe sie hilft fürs Verständniss.
    DSC_0165.jpg
    Der Kühlturm wird auf dem Dach stehen, in der Freiluft. Alles andere wird in einem Raum stehen.


    Was genau ist den nun jetzt der Druckverlust?

    Danke für eure Bemühungen.
     
  16. AW: Wärmetauscher

    Hallo Unede

    noch etwas zum Wirkungsgrad.
    Bei einem Wirkungsgrad von 40% mech. Leistung, entfallen dann noch ca. 25% auf die Abwärme und ca. 25% auf das Abgas und den Rest auf Abstrahlungswärme, Reibung und Nebenaggregate.

    Nun zum Druckverlust.
    Der Druckverlust im WT ist so zu dimensionieren, dass die verwendete Pumpe den erforderlichen Volumenstrom erreicht bei dem Gesamtdruckverlust. Der Gesamtdruckverlust setzt sich zusammen aus dem Druckverlust aus Motor, Rohrleitungen und WT. Ich vermute, dass dein Motor eine integrierte Pumpe enthält. An Hand der technischen Motordaten müßte es eine Angabe geben (oder bei Motorhersteller nachfragen) welcher Druckverlust extern noch zulässig ist. Dieser Druckverlust minus Rohrdruckverlust, ist der Druckverlust der am WT max. auftreten darf.
    Beim Kühlkreislauf benötigst du ja noch eine externe Pumpe. Hier kannst du dem WT-Hersteller den Druckverlust offen lassen, so dass er einen optimalen WT auslegen kann, dafür mußt du die Pumpe an die Gesamtdruckverhältnisse anpassen.

    Ich würde dir Platten-WT vorschlagen (keine gelötete) diese kannst du später auch noch erweitern, wenn größere Wärmeleistungen abzuführen sind.

    Bei deiner Wärmeleistung finde ich einen Kühlturm etwas überdimensioniert. Ich würde auch einen Luftwärmetauscher vorschlagen wie @pleindespoir.

    Gruß notna
     
  17. AW: Wärmetauscher

     
  18. AW: Wärmetauscher

    @Schmidi01

    Wenn die Gesamtleistung 123,5kW sind, und grad einmal 40% stehen der Kurbelwelle zur Verfügung, dann sind das doch weniger als 123,5kW. 40% von 123,5kW sind dann etwa 50kW
     
  19. AW: Wärmetauscher

    Wenn auf dem Typenschild des Motors eine Leistung von 123 kW steht, dann ist das die Leistung die am Schwungrad abgenommen werden kann.

    Der Wirkungsgrad eines Motors ist wie folgt definiert:
    "Der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis von abgegebener Leistung (Nutzen am Schwungrad) zu zugeführter Leistung (Aufwand) an.
    Soll heißen, das von der zugeführten Leistung (hier Diesel) nur 40% in Leistung umgesetzt werden können.
    Der Schwund von etwa 65% geht für Reibung, Wärme, usw. drauf."

    Die 100% ist die Energie des Dieselkraftstoffes die dem Motor zugeführt werden.
     

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