Reacties
Theo de Klerk
op
14 februari 2019 om 11:11
Het is niet duidelijk hoe groot die stalen leidingen zijn. zijn het holle buizen (voor vloeistoffen?) met elektrische warmte elementen eromheen?
Als de container goed geisoleerd is dan zal het basalt uiteindelijk de temperatuur krijgen van de leidingen. Maar hoe heter de inhoud, hoe groter het warmtelek naar buiten (warmtestroom die weglekt is evenredig met oppervlak container, temperatuursverschil tussen binnen- en buiten, dikte van de isolatie (lek) en de warmtetransmissie coefficient van de isolatie). Uiteindelijk zal zich een evenwicht instellen waarbij de leidingen evenveel warmte toevoegen als er aan de buitenranden verdwijnt.
Als de container goed geisoleerd is dan zal het basalt uiteindelijk de temperatuur krijgen van de leidingen. Maar hoe heter de inhoud, hoe groter het warmtelek naar buiten (warmtestroom die weglekt is evenredig met oppervlak container, temperatuursverschil tussen binnen- en buiten, dikte van de isolatie (lek) en de warmtetransmissie coefficient van de isolatie). Uiteindelijk zal zich een evenwicht instellen waarbij de leidingen evenveel warmte toevoegen als er aan de buitenranden verdwijnt.
Ramon
op
14 februari 2019 om 11:16
Klopt. De leidingen zijn hol van binnen ja. Ik wil dan kijken hoeveel elektrische energie nodig is om die basalt op die temperatuur te krijgen. Is het niet mogelijk om die temperatuur voor een lange periode op ongeveer dezelfde waarde te houden door zo'n goede isolatie? Ik wil namelijk op een bepaalde periode geen energie meer toevoegen (of héél weinig)
Alvast bedankt voor uw reactie, Theo!
Alvast bedankt voor uw reactie, Theo!
Jan van de Velde
op
14 februari 2019 om 14:06
Dag Ramon,
perfecte isolatie bestaat niet.
Je zou wel eerst eens kunnen gaan rekenen alsof, dat is niet zo heel moeilijk, Q= mcΔT.
daarna kunnen we eens kijken of we de reële warmteverliezen ongeveer zouden kunnen berekenen, d.m.v. warmtegeleidingscoëfficiënten en warmte-overdrachtscoëfficiënten. Als je die twee woorden niet begrijpt en er nog geen eenvoudige berekeningen mee gemaakt hebt, is deze container een stap te ver.
Groet, Jan
perfecte isolatie bestaat niet.
Je zou wel eerst eens kunnen gaan rekenen alsof, dat is niet zo heel moeilijk, Q= mcΔT.
daarna kunnen we eens kijken of we de reële warmteverliezen ongeveer zouden kunnen berekenen, d.m.v. warmtegeleidingscoëfficiënten en warmte-overdrachtscoëfficiënten. Als je die twee woorden niet begrijpt en er nog geen eenvoudige berekeningen mee gemaakt hebt, is deze container een stap te ver.
Groet, Jan
Ramon
op
14 februari 2019 om 14:10
Beste Jan,
Bedankt voor uw reactie!
Die twee woorden begrijp ik en een uitdaging ga ik zeker niet uit de weg! Ik ga me weer vermaken met de boeken. Bedankt voor de hulp!
Bedankt voor uw reactie!
Die twee woorden begrijp ik en een uitdaging ga ik zeker niet uit de weg! Ik ga me weer vermaken met de boeken. Bedankt voor de hulp!
Theo de Klerk
op
15 februari 2019 om 01:34
>Ik wil namelijk op een bepaalde periode geen energie meer toevoegen (of héél weinig)
Bij iets dat ideaal geïsoleerd is, hoeft dat ook niet. Maar niets is dat. Ook kokende koffie in een thermosfles koelt uiteindelijk eerst een beetje en later helemaal af tot de buitentemperatuur is bereikt. De isolerende fles zorgt er wel voor dat dit lang kan duren.
De warmte nodig om m kg basalt ΔT graden te verwarmen is gelijk aan mcΔT waarbij c de specieke warmte is die nodig is om 1 kg basalt 1 graad te verwarmen (tabel opzoeken). Bij ideale isolatie hoeft die energie maar 1x toegevoegd te worden (via heet water of hete koffie of via verwarmingsdraden gedurende tijd Δt: E = P.Δt = U.I.Δt. - de bron van opwarming is niet belangrijk, wel de erdoor geleverde energie).
De praktijk leert dat al van het eerste moment warmte toegevoerd toch verloren gaat door imperfecte isolatie. En wel met energie"verlies" per seconde P = AΔTλ/d als ΔT het temperatuursverschil van basalt en de omgeving is, A het oppervlak van alle wanden van de container waarlangs de energie weglekt, d de dikte van de isolatie (hoe dikker, hoe minder verlies) en λ de tabelwaarde die aangeeft hoe goed het materiaal isoleert (hoe kleiner, hoe beter).
Bij iets dat ideaal geïsoleerd is, hoeft dat ook niet. Maar niets is dat. Ook kokende koffie in een thermosfles koelt uiteindelijk eerst een beetje en later helemaal af tot de buitentemperatuur is bereikt. De isolerende fles zorgt er wel voor dat dit lang kan duren.
De warmte nodig om m kg basalt ΔT graden te verwarmen is gelijk aan mcΔT waarbij c de specieke warmte is die nodig is om 1 kg basalt 1 graad te verwarmen (tabel opzoeken). Bij ideale isolatie hoeft die energie maar 1x toegevoegd te worden (via heet water of hete koffie of via verwarmingsdraden gedurende tijd Δt: E = P.Δt = U.I.Δt. - de bron van opwarming is niet belangrijk, wel de erdoor geleverde energie).
De praktijk leert dat al van het eerste moment warmte toegevoerd toch verloren gaat door imperfecte isolatie. En wel met energie"verlies" per seconde P = AΔTλ/d als ΔT het temperatuursverschil van basalt en de omgeving is, A het oppervlak van alle wanden van de container waarlangs de energie weglekt, d de dikte van de isolatie (hoe dikker, hoe minder verlies) en λ de tabelwaarde die aangeeft hoe goed het materiaal isoleert (hoe kleiner, hoe beter).
Theo de Klerk
op
15 februari 2019 om 01:48
>- Hoeveel elektrische energie kost het totdat de basalt gesteente ook een temperatuur van 500 graden bereiken en wat zijn hierbij met thermische verliezen?
- Wat nu als er een medium door de stalen leidingen stroomt?
E = (500 - 20) x volume container x dichtheid basalt x s.warmte basalt = 480 x 140 .103 x 8400
( we negeren nu even dat de buizen in de container en doen alsof die geen significant volume hebben tov de hele container basalt (bijv minder dan 1%).
Of en welk medium er door de buizen stroomt is irrelevant voor de warmteafgifte aan het basalt. Zolang het basalt maar opwarmt.
Verliezen? Q = opp containerwanden x (500 - 20) x 1/1 x λglaswol elke seconde.
- Wat nu als er een medium door de stalen leidingen stroomt?
E = (500 - 20) x volume container x dichtheid basalt x s.warmte basalt = 480 x 140 .103 x 8400
( we negeren nu even dat de buizen in de container en doen alsof die geen significant volume hebben tov de hele container basalt (bijv minder dan 1%).
Of en welk medium er door de buizen stroomt is irrelevant voor de warmteafgifte aan het basalt. Zolang het basalt maar opwarmt.
Verliezen? Q = opp containerwanden x (500 - 20) x 1/1 x λglaswol elke seconde.
f
op
08 februari 2021 om 19:38
lijkt mij een prima project voor een groot vraagstuk succes.
