Hoeveel warmte wordt er onttrokken tijdens verdamping van waternevel?

Hans stelde deze vraag op 30 oktober 2016 om 16:45.

Wanneer er waternevel met druppels van ongeveer 5µm op een hete plaat van 475°C wordt gespoten verdampt het water. Maar hoeveel warmte wordt er dan uit die hete plaat onttrokken? Hoe is dat uit te rekenen? 

Reacties

Jan van de Velde op 30 oktober 2016 om 16:54
dag Hans,

Ik vraag me af of die druppeltjes die hete plaat überhaupt gaan raken? Er moet nogal een behoorlijk opwaartse luchtconvectie boven die plaat gaande zijn. De verdamping van je druppeltjes koelt dan die opstijgende hete lucht.

Voor de rest, dat de plaat nog wél raakt,  is het betrekkelijk eenvoudig: Q=m·Lv
Voor Lv (verdampingswarmte) wel de verdampingswarmte pakken voor de temperatuur van het water dat je vernevelt. Omdat dat onderweg naar de plaat ongetwijfeld opwarmt zal het niet meevallen om dat precies te bepalen. 

Zie voor die temperatuurafhankelijkheid deze grafiek

Groet, Jan
Hans op 30 oktober 2016 om 17:01

Hallo Jan,

Ik begrijp dat het water de plaat niet zal raken, maar desalniettemin zal er wel een warmteoverdracht plaatsvinden neem ik aan.

Ik neem aan dat er een formule moet bestaan die aangeeft dat bij bv 1m³ waternevel die gespoten wordt, er op die hete plaat zoveel °C verlies zal plaatsvinden?

Theo de Klerk op 30 oktober 2016 om 18:15
Dat hangt af of de plaat voortdurend wordt verwarmd (zoals vaak er een vlam onder staat).
Anders koelt de plaat af. Enerzijds door de lucht erboven te verwarmen (afname eigen thermische energie) die deels de druppeltjes omhoog zal duwen en tegelijk ook afkoelt en weer energie aan die druppels geeft.
Wat direct op de plaat valt aan druppels zal warmte opnemen en de plaat doen afkoelen.

De thermische warmte die de plaat zal afstaan als hij niet bijverwarmd wordt is uiteindelijk  warmtecapaciteit x (475 - kamertemperatuur)
Deze energie wordt verdeeld over lucht en waterdruppels die uiteindelijk al hun energie ook weer doorgeven tot "alles" zich tot kamertemperatuur heeft teruggebracht.

Alleen kijkend naar het onmiddellijke effect op de waterdruppels kun je stellen dat die vrijkomende energie over N waterdruppels wordt verdeeld die elk een temperatuur T krijgen waarvoor  massa druppel x soortelijke warmte van water x (475 - T) aan energie nodig is.
Jan van de Velde op 30 oktober 2016 om 18:18


Hans plaatste:

..//.. desalniettemin zal er wel een warmteoverdracht plaatsvinden neem ik aan.


Ik weet niet hoe hard jij die nevel spuit, maar water dat de plaat niet raakt zal die plaat daardoor ook niet afkoelen.

Hans plaatste:


Ik neem aan dat er een formule moet bestaan die aangeeft dat ..//..

Voor de hoeveelheid warmte die verdampend water kan onttrekken gaf ik je de formule al

Jan van de Velde plaatste:

 ..//..
Q=m·Lv
..//..


Hoever die plaat afkoelt bij die onttrokken warmte is afhankelijk van massa m van die plaat, en van de soortelijke warmtecapaciteit c van het materiaal van de plaat:

Q= m·c·ΔT

Groet, Jan

MODERATOR op 30 oktober 2016 om 18:36
hmm, laten we maar niet op twee fronten aan de gang gaan,
beter hier verder
http://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/201251-hoeveel-warmte-wordt-er-onttrokken-tijdens-verdamping-van-waternevel

moderator
Dit topic is gesloten voor verdere reacties.