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30. April 2011 um 11:04

Hallo zusammen,

ich habe nun schon ca. 2 Stunden nach Hilfestellungen für mein Problem gesucht und bin leider noch nicht Fündig geworden.
Daher jetzt meien Bitte um Hilfe an dieses Forum.

Wir konstruieren und bauen PKW-Waschstraßen und haben jetzt eine Anfrage für eine Waschstraße zu beantworten, wo der Kunde die Wärmestrahlung (in 25 Dienstjahren das 1. mal) unserer Aggregate (also auch die Gestelle und Gehäuse) angegeben haben möchte.

❓ Meine Frage jetzt an Euch – wie berechnet man die Wärmestrahlung für ein Maschinengestell ??????? ❓
Wir haben 2 verschiedene Gestelle in der Anlage:
– einfaches Gestell aus Vierkantrohr (Edelstahl) geschweißt und
– Säulengestell, gekantetes Blech an 3 Seiten geschlossen und die 4. Seite mit einer Tür, Deckel drauf und große Fußplatte drunter.

Die div. Bauteile in den Gestellen wie Motoren, Magnetventile usw. ist das Problem schon behoben – aber die blö… Gestelle :?::?:

Für eine Hilfe wäre ich dankbar.

Viele grüße
Achim

30. April 2011 um 12:04

Stefan Boltzmann Gesetz verwenden:Q=epsilon*sigma*A*T^4Q ist die abgestrahlte Wärmeleistungepsilon ist der Emissionsgradsigma ist 5,67*10^(-8) (Stefan Boltzmann Konstante)A die Oberfläche T die Temperatur in Kelvin (°C +273)fürs überschlägige Berechnen sollte es reichen, wenn du von einem schwarzen Körper ausgehst, also epsilon = 1, ansonsten musst du für die von dir verwendeten Materialien noch den richtigen Wert finden.edit.: Mir ist sigma unter den Tisch gefallen

30. April 2011 um 13:04

wow! Ich bin beeindruckt von der Frage… und noch vielmehr von der Antwort! :respekt: :respekt:

1. Mai 2011 um 19:05

So, der NORMALZUSTAND ist wieder hergestellt – unsere Enkel sind wieder von ihren Eltern abgeholt worden und ich habe den PC wieder hervorgeholt.

@loony
Ja Loony, ich muss Dir zustimmen – ich bin auch beeindruckt, aber nur von der Antwort.

@realburb
Danke für die schnelle Antwort – die Formel, die Du mir da hingeschrieben hast bekomme ich ja evtl. noch berechnet, aber wo bekomme ich den Epsilonwert für unsere Edelstahlbleche her?

Bei den Vierkantrohrgestellen bedeutet das, ich muss die Flächen aller Rohrstücke adieren um die ges. Fläche zu bekommen?

Bei der Temperatur, wird da immer der angegebene Wert (+273°C) in die Formel eingesetzt?

1. Mai 2011 um 19:05

zum epsilon:
Das is der Emissionsgrad, der verändert sich mit der Oberflächenbeschaffenheit und dem Temperaturbereich, in dem du arbeitest. Der Klassiker für solche Werte ist mal wieder der VDI Wärmeatlas. Alternativ solltest du auch bei google “Stahlsorte + emissionsgrad” fündig werden. Wenn du trotzdem nichts findest rechne mit dem Extremfall, also: 1. Mehr Wärmestrahlung geht nicht.

Zur Oberfläche: Genau! Einfach alle Oberflächen addieren und dann in die Formel einfügen. Solltest du noch andere Materialien haben sieht es wie folgt aus:

Q=epsilon_1*sigma*(A_1+A_2+A_3+…)*T^4+epsilon_2*sigma*A_i*T^4

Zur Temperatur:
Auch da hast du recht, die aktuelle Temperatur in °C +273 ergibt die Temperatur in Kelvin.

Die Umrechnungen sind wichtig, immer in SI Einheiten rechnen, also: Meter, Kelvin, usw..

1. Mai 2011 um 19:05

Den Emissiongrad epsilon findet man zuhauf in Tabellen im Netz. Zum Beispiel in der Wikipedia:

http://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsgrad

Dein Ansatz mit der Fläche ist richtig.

Die Temperatur mit der du rechnest ist die Temperatur des Materials in Kelvin. Sprich, wenn deine VK-Rohre 30 °C warm sind, rechnest du mit 303 K. (273 + 30)
Sind sie 20 °C warm, rechnest du mit 293 K

Was ich mir aber absolut nicht erklären kann: WARUM will man das als Kunde wissen?

Die Effekte sind derart minimal, dass sie von jeglichem Wassernebel in der Straße überlagert werden.

Aber ich kenn solche Kunden…

Grüße,
Jens

1. Mai 2011 um 20:05

Zumal ja in der Regel nur die Wärmestrahlung in eine bestimmten Richtung kritisch sein kann – wenn dort etwas steht was nicht warm werden darf oder aber warm werden soll. Die globale Abstrahlung über die gesamte Fläche in alle Richtungen ist imo relativ uninteressant. Letztlich wird von der gesamten Anlage natürlich die gesamte eingespeiste elektrische Leistung, die nicht in mechanische Arbeit umgesetzt wurde als Wärme abgestrahlt.

2. Mai 2011 um 8:05

Oma-Hans;454999 said:

Was ich mir aber absolut nicht erklären kann: WARUM will man das als Kunde wissen?

Die Effekte sind derart minimal, dass sie von jeglichem Wassernebel in der Straße überlagert werden.

Aber ich kenn solche Kunden…

Grüße,
Jens

Ja Jens,
dieser Kunde will eben alles wissen.
Wir haben im Angebot geschieben, dass die Wärmestrahlung nicht relevant sei – seine Antwort:
… Sie haben geschrieben, dass es keine Waermestrahlung (“nicht relevant”) von ihren Waschmaschinen gibt. Die Architekten meinen, dass es so nicht stimmen kann, da die thermische Strahlung jede Maschine (auch Körper) aussendet. Man benoetigt doch die genauen Angaben davon.
Aber wie heißt das so schön “Kunde ist König”.

Deine Infos waren schon sehr hilfreich. Ich werde die Werte mal überschlagsmäßig berechnen und abschicken – mal sehen was dabei heraus kommt.
Nochmals DANKE für die schnelle Hilfe.
Vile Grüße
Achim

2. Mai 2011 um 10:05

Achte bei der “Berechnung” aber darauf, dass als Ergebnis nicht heraus kommt, dass mehr Wärme abgestrahlt wird, als die gesamte Anlage als elektrische Leistung aufnimmt. Mit so einer überschlagsmäßigen Rechnung die auf allerlei Annahmen basiert (oder habt ihr das Temperaturfeld über die gesamte Oberfläche aufgezeichnet), kann so was leicht passieren. Wenn das ne Fangfrage des Kunden ist, um eure Seriosität zu prüfen, kann man es sich mit so einem Unsinn leicht verscherzen ;). Also immer den Energieerhaltungssatz im Hinterkopf behalten ;). Wenn die Frage wirklich so kam wie du sie hier zitierst hast, gehe ich zwar auch eher davon aus, dass der Kunde keinen blassen Dunst hat, aber man weiß es halt nicht. Wenn man dem Kunden eine korrekte Antwort geben will, müsste man ihn um mehr Details bitten, um was es ihm eigentlich mit der Frage geht. Auf Grundlage der gestellten Frage ist jede direkte Antwort relativ sinnlos und unseriös, es sei denn man hätte das gesamte Temperaturfeld auf allen Oberflächen und würde das numerisch anhand eines Modells der gesamten Anlage berechnen.Im Übrigen wäre es bei der Fragestellung bei Weitem einfacher die Gesamtwärmestrahlung der Anlage über die Energiebilanz zu berechnen als über die Strahlungsgesetze, denn dafür fehlen euch wichtige Parameter wie die Temperatur an jeder Stelle des des Gestells. Es wird wohl kaum überall die gleiche haben 😀

4. Mai 2011 um 20:05

VJoe2max;455054 said:
Im Übrigen wäre es bei der Fragestellung bei Weitem einfacher die Gesamtwärmestrahlung der Anlage über die Energiebilanz zu berechnen als über die Strahlungsgesetze, denn dafür fehlen euch wichtige Parameter wie die Temperatur an jeder Stelle des des Gestells. Es wird wohl kaum überall die gleiche haben 😀

Lustigerweise strahlt die Anlage aber auch wenn sie garnicht an ist.Sie wird einzig dann keine Strahlung abgeben, wenn sie auf 0 K (-273,15°C) abgekühlt ist. Aber Johannes hat schon recht. Eine Aussage ala “Von unsere Anlage geht im Lastbetrieb eine maximale Wärmeleistung von XY kW aus” ist am sinnvollsten. Das meiste davon geht als Konvektion weg.Mit mehr können die studierten Maurer ja eh nichts an fangen, oder erwarten die Angaben ala “500 mW in Nord-Süd-Richtung” =D>Sowas müssen die natürlich wissen… Maurer1: “Ja wie…500 mW?! Geht nicht, zu viel…das bringt uns zu viel Wärmedehnung ein!”Maurer2: “Herr Kollege, waren milli nicht irgendwas kleines?”Maurer1: “Hm, evlt. hab ich das jetzt mit Mega verwechselt…ich blätter mal im Roloff-Matek”Grüße, Jens