2425 HULP P5 les 4 (warmteoverdracht)

• Hulpsystemen
• MBO
• Studiejaar 2

Hulpsystemen

Periode 5, les 4:

Warmteoverdracht

Programma

1. Lesdoelen
2. Terugblik warmtewisselaars
3. Warmteoverdracht
4. Opdracht
5. Terugblik les

Lesdoelen

1: Je kan uitleggen wat de “soortelijke warmte” van een stof is

2: een eenvoudige berekeningen over een warmtewisselaar maken

Welke soorten koelers die aan boord gebruikt worden ken je?

Wat is een voordeel van een beunkoeler tov een platenkoeler?

Hoe kan je tijdens je wachtronde zien dat een platenkoeler vervuild raakt?

Welke appendages moeten er op een koeler zitten om die tijdens een wachtronde in de gaten te kunnen houden?

Waarom

-Wachtronde

-(Maand) rapport:Eens per maand        alle parameters mbt M/E:

  - Vol vermogen

  - Piekdrukken / diagrammen

  - zoveel mogelijk temperaturen en     drukken, ook die van de koelers

  - weersomstandigheden, koers,     snelheid ed

Probleem

Verschillende stoffen (bijvoorbeeld water en smeerolie) nemen anders warmte op. 

Kun je een stof noemen, die snel warmte opneemt?
(Bijvoorbeeld als je je hand erop legt)

Kun je een stof noemen, die langzaam warmte opneemt?
(Bijvoorbeeld als je je hand erop legt)

Soortelijke warmte (c)

Warmte (hoeveelheid energie) die nodig is om 1 gram (of kg) van een stof 1 graad C in temperatuur te laten stijgen

Hoeveel J heb ik nodig om 10 gram water 1 graad C te laten stijgen?

Q= m x c x delta t

   = 10 x 4.18 x 1

   = 41.8 J

Hoeveel J heb ik nodig om 1 gram water 20 graden C te laten stijgen?

Q= m x c x delta t

   = 1 x 4.18 x 20

   = 83.6 J

Hoeveel KJ komt er vrij als 2 kg ijzer 5 graden C in temperatuur daalt?

Q= m x c x delta t

   = 2000 x 0,46 x 5

   = 4600 J

   = 4,6 kJ

Stel dat we olie gaan koelen met water in een platenkoeler welke factoren zijn er dan nog meer van belang?

Warmtedoorgangscoëfficiënt (k)

bijvoorbeeld 1200 W/m²  * K

• W (=Q)  J/s : Energiestroom per seconde
• m² : oppervlakte (bv meer of minder platen)
• K : temperatuurverschil tussen beide stoffen (gemiddeld)    (K is zelfde als graad C)

Qw= U x A x K

Warmtestroom = warmtedoorgangcoeffecient x Opp (m2) x delta t

Qw= 1200 x 20 x 

Van een koeler is gegeven:
Gemiddeld temperatuurverschil t1 - t2 = 28 °C
Werkzaam oppervlak A = 20 m2
Warmtedoorgangscoëfficiënt k = 1200 W/m2.K

Gevraagd: De maximale warmtestroom Q (in W of kW) door de koeler.

Qw= U x A x K (= delta t)

Qw= 1200 x 20 x 28

      = 672000 Watt = 672 kW

Zie eens op internet

bijvoorbeeld: 

https://nl.wikipedia.org/wiki/U-waarde

Warmtestroom

Als we de warmtestroom, het temperatuurverschil en de soortelijke warmte weten kunnen we ook uitrekenen hoe snel de vloeistof door de koeler stroomt (in kg/seconde)

Voorbeeld: de warmtestroom is 300 kW, het temperatuurverschil van het water (c = 4,2 kJ/kg*K) is 15 graden C. (inlaat is 10 graden Celsius en uitlaat 25 graden Celsius)

Wat is de massastroom koelwater? 

Q= m x c x delta t

300 = m x 4.2 (afronding) x 15

m= 300 gedeeld door 4,2 x 15

m= 4.762 kg (is 4.785 ltr zoet water!)

Warmtestroom (vervolg)

In dezelfde koeler koelt de smeerolie (c= 2,4 kJ/ kg*K) met 20 graden af (van 56 naar 36 graden C), wat is de massastroom smeerolie?

De warmtedoorlatingscoëfficiënt is 1300 W/m² *K, wat is de oppervlakte van de koeler? 

DEZE OPDRACHT IS VOOR THUIS CQ: VOLGENDE KEER!!!

Zie eens op Wikipedia

https://nl.wikipedia.org/wiki/Warmteoverdracht

Efficiëntie koeler bij mee- en tegenstroom

moodle.novacollege.nl

https://moodle.novacollege.nl/mod/quiz/view.php?id=109448

Lesdoelen

1: Je kan uitleggen wat de “soortelijke warmte” van een stof is

2: een eenvoudige berekeningen over een warmtewisselaar maken