koeling
patrick stelde deze vraag op 23 mei 2013 om 22:35.
De vraag is als volgt.
Ik heb een metalen pan (inhoud 30 liter) met daarin vloeistof die een temperatuur heeft van ca. 60 graden Celcius. Die wil ik snel afkoelen naar 3 graden Celcius.
Nou heb ik bedacht dat je om die metalen pan een tweede metaallaag kunt aanbrengen. Dan ontstaat er een soort van kamer tussen de lagen. De oorspronkelijke ketel bedek je met een stof die vocht kan vasthouden. Gewoon water. Als je dan met behulp van een ventilator lucht in het systeem blaast gaat dat water verdampen. Tijdens dat verdampen wordt er veel warmte onttrokken aan de omgeving waardoor de ketel zal gaan koelen en als gevolg daarvan de inhoud ook.
De vraag is hoeveel water moet ik verdampen om die 30 liter 1 graad te laten dalen in temperatuur.En hoeveel lucht moet die ventilator verplaatsen.
Ik heb een metalen pan (inhoud 30 liter) met daarin vloeistof die een temperatuur heeft van ca. 60 graden Celcius. Die wil ik snel afkoelen naar 3 graden Celcius.
Nou heb ik bedacht dat je om die metalen pan een tweede metaallaag kunt aanbrengen. Dan ontstaat er een soort van kamer tussen de lagen. De oorspronkelijke ketel bedek je met een stof die vocht kan vasthouden. Gewoon water. Als je dan met behulp van een ventilator lucht in het systeem blaast gaat dat water verdampen. Tijdens dat verdampen wordt er veel warmte onttrokken aan de omgeving waardoor de ketel zal gaan koelen en als gevolg daarvan de inhoud ook.
De vraag is hoeveel water moet ik verdampen om die 30 liter 1 graad te laten dalen in temperatuur.En hoeveel lucht moet die ventilator verplaatsen.
Reacties
Theo
op
23 mei 2013 om 22:56
Je kunt beginnen met berekenen hoeveel joule energie er uit de ketel moet om deze van 60 naar 3 graden te koelen. Dar betekent dat je moet weten wat en hoeveel er in de ketel zit (soortelijke warmte) en wat de warmtecapaciteit van de ketel zelf is. Of, gecombineerd, wat de warmtecapaciteit van ketel plus inhoud is.
Dan wil je de binnenwand van de dubbelwandige ketel blijkbaar nat maken en door verdamping energie afvoeren. Dat wordt lastig, want in het traject van 60 naar 3 graden neemt de verdampingsdruk van water in lucht af. Bij 60 graden kan relatief veel water verdampen (en energie meenemen van de ketel), bij 3 graden weinig. De hoeveelheid lucht die je zult moeten langsblazen neemt dus toe om dezelfde hoeveelheid water te laten verdampen. Dat wordt rekenen in kleine temperatuursstapjes want een analytische formule hiervoor is er denk ik niet. (en daarmee valt het ver buiten de vwo stof)
Het dubbelwandige begrijp ik als tunnel-geleider van vochtige lucht, maar tegelijk lijkt me verdampen vlugger als de vochtige lucht meteen "weg" kan zoals bij een enkelwandige ketel.
Dan wil je de binnenwand van de dubbelwandige ketel blijkbaar nat maken en door verdamping energie afvoeren. Dat wordt lastig, want in het traject van 60 naar 3 graden neemt de verdampingsdruk van water in lucht af. Bij 60 graden kan relatief veel water verdampen (en energie meenemen van de ketel), bij 3 graden weinig. De hoeveelheid lucht die je zult moeten langsblazen neemt dus toe om dezelfde hoeveelheid water te laten verdampen. Dat wordt rekenen in kleine temperatuursstapjes want een analytische formule hiervoor is er denk ik niet. (en daarmee valt het ver buiten de vwo stof)
Het dubbelwandige begrijp ik als tunnel-geleider van vochtige lucht, maar tegelijk lijkt me verdampen vlugger als de vochtige lucht meteen "weg" kan zoals bij een enkelwandige ketel.
Jan
op
23 mei 2013 om 23:54
Dag patrick,
Ik zou aan het rekenwerk zo gauw geen begin of eind weten. Wat ik wel weet is dat dit een bijzonder ongebruikelijke wijze van koelen is.
Ook lijkt me zo op het eerste gezicht afkoeling tot 3°C op deze wijze met gewone kamerlucht niet evident. Een beetje normaal-vochtige lucht (laten we zeggen 20°C, RV 50%) die afkoelt tot ca 10°C bereikt het daarmee zijn dauwpunt (volledige verzadiging) en neemt dan dus geen vocht meer op. Tijdens het afkoelen neemt die nog wel wat vocht op en zal dus op een nog iets hogere temperatuur dan 10°C dat dauwpunt bereiken. Ik kan me vergissen maar daarmee lijkt 10°C een praktische ondergrens aan deze wijze van koelen. Wat er nog aan water verdampt koelt je lucht, niet meer je paninhoud.
IJswater door je dubbele wand laten stromen lijkt me hoe dan ook een stuk efficiënter.
Groet, Jan
Ik zou aan het rekenwerk zo gauw geen begin of eind weten. Wat ik wel weet is dat dit een bijzonder ongebruikelijke wijze van koelen is.
Ook lijkt me zo op het eerste gezicht afkoeling tot 3°C op deze wijze met gewone kamerlucht niet evident. Een beetje normaal-vochtige lucht (laten we zeggen 20°C, RV 50%) die afkoelt tot ca 10°C bereikt het daarmee zijn dauwpunt (volledige verzadiging) en neemt dan dus geen vocht meer op. Tijdens het afkoelen neemt die nog wel wat vocht op en zal dus op een nog iets hogere temperatuur dan 10°C dat dauwpunt bereiken. Ik kan me vergissen maar daarmee lijkt 10°C een praktische ondergrens aan deze wijze van koelen. Wat er nog aan water verdampt koelt je lucht, niet meer je paninhoud.
IJswater door je dubbele wand laten stromen lijkt me hoe dan ook een stuk efficiënter.
Groet, Jan
Hendrik
op
29 december 2017 om 15:41
Hoeveel enrgie kost het om een ruimte van 12000 m3 terug te koelen van 5 naar 0 graden Celcius. En hoeveel electrsiche energie heb ik dan nodig om dit te realiseren?
Theo de Klerk
op
29 december 2017 om 15:50
Dat hangt af van:
- waarmee is die ruimte gevuld? (lucht? Zoek op hoeveel energie nodig is om 1 m3 lucht (of 1 kg lucht) 1 graad in temperatuur te laten toenemen)
- hoeveel warmte is nodig om de wand op gelijke temperatuur te krijgen? (dat staat in weinig tabellenboeken - meestal een experimenteel gevonden "warmtecapaciteit" waarde: aantal joule nodig voor alle wanden samen)
- waarmee is die ruimte gevuld? (lucht? Zoek op hoeveel energie nodig is om 1 m3 lucht (of 1 kg lucht) 1 graad in temperatuur te laten toenemen)
- hoeveel warmte is nodig om de wand op gelijke temperatuur te krijgen? (dat staat in weinig tabellenboeken - meestal een experimenteel gevonden "warmtecapaciteit" waarde: aantal joule nodig voor alle wanden samen)
