Temperatuur in ruimte

Jaco stelde deze vraag op 16 februari 2018 om 11:26.

Hallo allemaal.

Voor een vraagstuk moet ik de inwendige temperatuur berekenen. Ik heb een behuizing die gemaakt is van 3 mm staal (0,98m x 1,70m x 0,75m). Deze bezhuizing staat op de grond in een omgevingstemperatuur van 55 C. De zon zorgt voor 1900 kWh/m2 die op maximaal 3 vlakken van de behuizing tegerlijkentijd kan schijnen. Daarnaast staat er inwendig apparatuur wat goed is voor 2 kW aan warmte. Ik kom er maar niet uit hoe ik de maximale inwendige temperatuur kan bereken.

Weet iemand hier raad mee?

Reacties

Theo de Klerk op 16 februari 2018 om 12:16
Dat is ook geen simpel probleem.

Allereerst is de zonnestraling alleen effectief op het "effectieve oppervlak" van de maximaal 3 zijden waarop het straalt. D.w.z. de straling is op elk vlak (anders) schuin gericht. De "netto" straling is de "ouderwetse" stereometrische doorsnede van de kist in een oppervlak dat wel loodrecht op de zonnestraling staat.
De zonneconstante is overigens "maar" 1300 W/m2 . In een uur (3600 s) is de energie dan 3600 maal zoveel als energie in een seconde: 4,7 kWh/m2 - bij lange na geen 1900 kWh/m2

De hitte in/van de "kist" zal uiteindelijk in evenwicht komen als opwarming = uitstraling.

De kist neemt zonnewarmte op, de lucht erbinnen zal opwarmen, mede door de apparatuur. De binnenlucht warmt op, de kistmantel zelf ook.

Maar tegelijk zal daardoor het temperatuursverschil met de buitenomgeving toenemen en de kist weer warmte gaan afstaan door geleiding door de 3 mm dikke wand en daarna stroming van de lucht (convectie).
Dat doet het ook als "zwart lichaam" waarin energie als infra-rode straling wordt weggestraald. Als je de wandtemperatuur kent, kun je een passende "Planckse kromme" erbij nemen voor de energieuitstraling in alle frequentiegebieden tezamen.

Al deze effecten bij elkaar (die zich niet allemaal "ideaal" gedragen of in een formule te vangen zijn) suggereren een modelmatige aanpak (of experimentele bepaling).

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft tweeëntwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)