Beste x21r,
Alvast bedankt voor het meedenken.
x21r schreef: Koper geleidt beter dan staal.
Dus als een leiding vanaf koud langzaam begint op te warmen, dan zal een koperen leiding sneller z'n warmte af beginnen geven.
Als ik het goed heb begrepen uit de oude geschriften van Michel maakt ijzer of koper niet uit
Even recht zetten ..koper of ijzer … als materiaal.
De warmte geleiding is van koper vele malen beter ..MAAR .. de lengte waar over die warmte vervoert moet worden is zo kort(dikte van de buis mantel.)
Dat het rekentechnische verlies .. tussen beide zeer klein is .. dus verlies is verwaarloosbaar in DEZE situatie .. “dunne “buitenmantel”…
Maar hier ben ik niet zomaar mee akkoord.
Je beschrijft maar een klein stukje van het warmtetransport.
NB overigens kennen we 3 vormen van warmtetransport:
Conductie (geleiding), Convectie (stroming)en radiatie (straling)
In de warmteoverdracht in een (koperen) leiding ontwaar ik 4 fases van warmtetransport:
buis3.JPG
1. warmtetransport doorheen het water: zowel het water dat in beweging wordt gebracht (pomp?) als de geleiding van warmte doorheen het water (zelfs al zou het water stilstaan) Dit is voornamelijk Conductie en een beetje (verwaarloosbaar?) radiatie.
2. warmteoverdracht van het water aan de koperen binnenwand. Dit is voornamelijk convectie (stroom van warm richting koud) en een beetje radiatie (verwaarloosbaar?)
3. warmtetransport in de (koperen) leiding van binnenwand richting buitenwand Dit is voornamelijk conductie en een beetje (verwaarloosbaar?) radiatie.
4. De koperen buitenwand geeft zijn warmte door aan de ruimte waarin hij zich bevindt.
Dmv convectie (voornamelijk) en radiatie.
Hetgeen jij hierboven beschrijft is enkel stap 3. Voor conductie in een materiaal is er een onderscheid te maken naar het soort materiaal. Dit wordt weergegeven in een ‘
warmtegeleidingscoëfficiënt’ voor verschillende materialen.
MAAR je hebt inderdaad gelijk dat de verschillen verwaarloosbaar zullen zijn voor wanddiktes van slechts enkele millimeter (koper versus staal)
Dus laat ons aannemen dat (behoudens een korte opstartfase) de buitenwanden in de 2 buissoorten beide 50°C halen in een bepaald stuk buis (een meter net in het midden van het circuit bijvoorbeeld)
Dan zitten we dadelijk bij stap 4. Hier gaat het niet over conductie, maar over convectie en straling. En nu heeft elk materiaal ook een eigen
‘warmteoverdrachtscoëfficiënt’ …
Dus zou er wel nog een verschil kunnen zitten tussen koper en staal … en was de conclusie even te snel getrokken …
[gedachtensprong: de conductie in de lengte-richting (50 meter leiding bijvoorbeeld) van de leidingwand kan misschien toch nog een rol spelen voor een thermosifon systeem ? Misschien kan de betere geleiding van koper wel voor dat klein extra duwtje in de rug zorgen dat een thermosifon systeem beter doet werken ?]
De berekeningen worden echter al snel bijzonder ingewikkeld (voor een vraag die op het eerste zicht erg eenvoudig lijkt)
De warmteoverdracht in het water en van het water op de binnenwand blijken afhankelijk te zijn van de stroomsnelheid. De stroomsnelheid kan (afhankelijk of een waarde van het getal van Reynolds overschreden wordt) laminair zijn dan wel turbulent. Voor beide soorten gelden andere overdrachtsberekeningen …
De warmte neemt af naarmate we verder op de leiding terechtkomen. De verhoudingen in warmteoverdracht in de 4 beschreven stappen neemt af en wijzigt daardoor ook per stuk leiding …
Kortom een hele cursus fysica/stromingsleer voordat we een berekend antwoord hebben.
En daar wil ik nu niet echt mijn tijd in steken. Vandaar mijn vraag of er geen tabellen zijn waar deze gegevens per diameter en per temperatuur voor bekend zijn.
Voor degenen die wel aan het rekenen willen slaan, hier vind je een inleidende samenvatting voor de processen die in het spel zijn. Let op het is maar een algemeen overzicht.
http://www.isaacnewton.utwente.nl/docum ... ingSWO.pdf
X21r, wat betreft de voorstellen om met een koperen stroken een betere overdracht op de muur te realiseren:
Dat is een interessante piste. Ga ik zeker verder bekijken als ik zicht heb op het mogelijk warmtetransport dooheen de leidingen.
Maar ik maak me alvast volgende 2 bedenkingen:
-1- Ik wil het aandeel straling zo hoog mogelijk hebben. Door direct contact met de muur te maken gaat de temperatuur van de ‘straler’ wel fors zakken.
-2- Ik wil de hoogste temperatuur(piek) van de muur bereiken net aan het oppervlak van de muur.
Dus niet (de piek) enkele cm
in de muur (zoals ook bij muurverwarming, de muur werkt door inertie trouwens enorm opslorpend voor warmte.Zelfs luttele cm tussen muurverwarmingsleiding en muuroppervlak beteken al een pak graden verlies). Het warmteverlies in de kamer doorheen de muur wordt immers enkel bepaald door de oppervlaktetemperatuur van de muur. Om de deltaT zo klein mogelijk te houden, moet dus enkel de oppervlaktetemperatuur zo hoog mogelijk (liefst net boven de kamerteperatuur) gehouden worden ( of is dit een redeneerfout?).
Voor dit laatste punt zou je dus samenvattend kunnen stellen dat ik niet zomaar de
opslagkapaciteit van mijn massa wil gebruik maken om de verliezen te compenseren. Neen, ik zou van een andere eigenschap willen gebruik maken: de t
raagheid van de massa. Ik zou de traagheid willen benutten om een piek aan het oppervlakte te realiseren. en alzo een soort 'gordijn' te creëren om de warmteverliezen te beperken vanuit de ruimte.
Schematisch wordt het zoiets met de rode lijn als temperatuursverloop in de muur:
muur1.JPG
Bij muur A (eventueel muurverwarming) ligt de piek net dieper dan het oppervlak (ter hoogte van de ingewerkte leiding)
Ook de de totale opervlaktetemperatuur blijft lager dan bij B.
Bij muur B is de oppervlakte temperatuur ook de piek in de curve.
Hoewel het best mogelijk is dat in muur A meer totale warmte-energie opgeslagen ligt(benutting opsagcapaciteit), is het toch bij muur B waar de delta T met de kamertemperatuur het gunstigst is voor de verliezen. (warmte kan immers enkel doorgegeven worden van warm naar koud)
Kijk al erg uit naar je antwoord…
en ook andere meedenkers/rekenkundigen uiteraard!
G
