Reacties
Gijs van Houtum, 25 jan 2011
Ik wil echter weten hoe het zit wanneer de vloeistof stilstaat en er warmteoverdracht plaats vind ten opzichte van de tijd.
Vloeistof zal niet stilstaan. Als een geleidende staaf was gebruikt dan blijven alle atomen op hun plaats en geleiden via trilling in hun rooster.
Vloeistofmoleculen zitten niet in een rooster. Opwarming aan de hete kant doet de vloeistof bewegen naar de koude kant: een convectiestroming zal op gang komen.
Interessant. Ik heb een nieuw plaatje gemaakt misschien verduidelijkt dit mijn vraag.
Mvg,
Gijs
De druksensor E bevind zich in C.
Dat vermoeden had ik al - de druksensor kan eigenlijk overal zitten want in een afgesloten cilinder wordt door vloeistof de druk gelijkmatig overal doorgegeven. Gezien de onsamendrukbaarheid van vloeistoffen zal door de verwarming een uitzetting optreden die de cilinder waarschijnlijk doet knappen tenzij het zeer sterke tegenkrachten kan geven waardoor de vloeistof onder grote druk blijft.
Mijn interpretatie van jouw omschrijving
. En ik zou er niet zomaar een simpel antwoord bij weten. Als je naar het verwarmde deel B (onder A) van de buis kijkt dan kun je middenin dat stuk (als het vrij lang is tov de hele buis) aannemen dat daar convectie alleen plaatsvindt tussen de warmere rand en de koudere vloeistof in het midden. Volgens de 2e wet van de thermodynamica zal warmte van heet naar koud bewegen en ontstaan er convectielussen waarbij koude vloeistof vanuit het midden naar de rand beweegt, energie opneemt, heter worden en vervolgens terugzakken naar het midden om plaats te maken voor ander koude vloeistof uit dit midden. Deze lussen staan in vlakken loodrecht op het vlak van de tekening (de dwarsdoorsnede van de cilinder). Uiteindelijk zal een evenwichtssituatie ontstaan als de hele cilinder de temperatuur van de wand heeft.
Ga je aan de rand van het verwarmde gebied kijken, dan is er niet alleen een convectie van midden in de buis naar de rand maar ook naar opzij. De beide uiteinden C en D bevatten ook koude vloeistof en ook hier gaat convectie optreden, maar nu in lussen vanuit de kou van C of D naar het hetere water in deel B en naar de rand A die nog heter is. Deze lussen liggen in het vlak van de lengtedoorsnede van de cilinder. Bij de grensvlakken van C/B en B/D is de uiteindelijke convectie een combinatie van beiden.
Helemaal aan de koude uiteinden van C en D zal voornamelijk de lus in de lengtedoorsnede liggen.
Om dit allemaal goed door te rekenen zul je waarschijnlijk een hoop numerieke integraties moeten uitvoeren (met tensors) of experimenteel meten - de uitslag daarvan verwacht ik meer van een werktuigbouwkundig geschoolde in de discipline van toegepaste natuurkunde (TU/HTS) dan mezelf.