Sorry, musst noch bissl was arbeiten...
Hab das grad mit isSo per PN durchgerechnet. Bei Röhren mit 10mm ID bräuchstest du pro Röhre dafür nen Durchfluss von 130 l/h, das dürfte schwierig werden.
Ich sag´s ja nur ungern, aber ihr habt falsch gerechnet
.
Ich nehme mal an ihr habt versucht den Volumenstrom für die kritische Reynoldszahl bei Rohrstörmungen (~2300) zu errechnen. Da müsstet ihr bei einem ID von 10mm und reinem Wasser bei RT auf ca. 57l/h kommen. Ansonsten läuft was schief
Für diesen Fall lautet die Formel:
V.=(Rekrit*A*eta)/(roh*d)
V. = Volumenstrom in m³/s
Rekrit = 2300 ( die Reynoldszahl ist dimensionslos)
A = durchströmte Fläche (Pi*r²) in m²
eta = dynamische Viskosität des Wassers bei RT in kg/ms
roh = Dichte des Wassers bei RT in kg/m³
d = Durchmesser de Rohrquerschnitts in m
Richtig umgerechnet muss bei 10mm Durchmesser und 25°C RT je nach Quelle für eta ungefähr obiges Ergebnis herauskommen.
Eine langsame Strömung im Radi ist deshalb von Vorteil, weil das Wasser mehr Zeit hat die Wärme abzugeben.
Nein! Glauben viele, wird dadurch aber nicht richtiger
.
Sagt euch der Begriff stationärer Zustand etwas? Wenn ja, müsstest ihr erkennen wo der Denkfehler liegt. Wäre die Kühlleistung eines Radiators zeitabhängig - sprich instationär, würde er ständig heißer, bis das Wasser verdampft. Dass dem nicht so ist leuchtet wohl jedem ein.
Ein Radiator erreicht je nach zugeführter Wärme, Effektivität der Wärmeübertragung und Temperaturdifferenz zum Kühlmedium (in dem Fall der Luft) eine bestimmte maximale Temperatur. Ab diesem Zeitpunkt ist er im stationären Zustand. Nur dann kann man mit einigermaßen übersichtlichen Rechnungen ans Werk gehen und messen (das gilt im Übrigen auch für Kühler). Die Wärmeübertragung ist demnach zeitunabhängig. Ob das Wasser schnell oder langsam fließt hat aber dennoch einen Einfluss, nämlich den auf die Effektivität des Wärmeübergangs - ergo auf den Wärmeübergangskoeffizienten.
Dieser ist bekanntermaßen abhängig vom Turbulenzgrad der Strömung also (pauschal gesagt) von der Reynoldzahl. Diese steigt mit der Strömungsgeschwindigkeit und somit verbessert sich der Wärmeübergang mit schnellerer Strömung.
Da aber beim Radiator aus oben erwähnten Gründen die Wasserseite nicht kritisch für die Wärmeübertragung ist. Grund ist, wie erwähnt, die hohe Wärmekapazität des Wassers und die damit verbundene Fähigkeit auf kleiner Fläche viel Wärme pro Zeiteinheit zu übertragen. Beim Radiator zeigt sich die Abhängigkeit der Kühlleistung von der Strömungsgeschwindigkeit daher vor allem auf der "schwachen Seite", also der Luftseite. Wie jeder weiß verbessert sich die Kühlleistung eines Radiator recht deutlich mit der Drehzahl, sprich dem Durchsatz bzw. dem Staudruck, der Lüfter. Dies passiert aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch die Lamellen und dem damit einhergehend erhöhten Turbulenzgrad bzw. dem verbessertem Wärmeübergangskoeffizienten. Eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Luft verbessert also die Kühlleistung. Eine geringe Strömungsgeschwindigkeit der Luft verringert hingegen die Kühlleistung. Das kann jeder mit einfachsten Mittel nachmessen.
Eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit auf der Wasserseite macht sich bei Radiatoren dagegen kaum bis gar nicht bemerkbar, sofern man sich oberhalb des laminar-turbulent-Übergangsbereichs befindet. Das ist ab 60l/h in jedem Querschnitt bis zu einem kreisförmigen Querschnitt von 10mm Durchmesser gegeben ist. Da die Luftseite zumindest bei allen Lüftern die nicht unmittelbare Gehörschäden verursachen den Wärmeabtransport im Radiator limitiert, bringt es nichts Messbares den Wärmeübergang auf der Wasserseite zu tunen. Es kann nur so viel Wärme pro Zeiteinheit abgeführt werden wie an den Lamellen an die Luft übertragen wird - selbst wenn der Turbulenzgrad und damit der Wärmeübergang vom Wasser ans Rohr dem in CPU-Kühlern gleichen würde. Bei schlechter Wärmeübertragung an die Luft wird der Radiator und damit auch das Wasser aber einfach wärmer.
Im instationären Zustand, also während der Aufheizphase, kann man btw. weder etwas messen noch mit einfachen Mitteln etwas berechnen. Diese Phase ist im Übrigen für die Bestimmung der Kühlleistung eines Radiators irrelevant und kann allenfalls etwas über dessen Trägheit verraten. Nur während dieser Zeit besteht eine Zeitabhängigkeit, was btw. entsprechende Berechnungen thermodynamischer Systeme in instationären Zuständen wesentlich komplexer macht.
Ist auch nicht das non Plus ultra (isSo und ich hätten das doch alles hier schreiben sollen
) aber es lässt sich in Zeiten von Cartia und co doch recht viel auf Simulationsebene machen. Irgendwann übersteigt natürlich der theoretische Aufwand wieder den praktischen und Versuche muss ich sowieso durchführen, aber ich kann viele Optionen von vornerein verwerfen.
Mit Catia kann man Mechanik ganz gut simulieren. Für thermodynamische Probleme gibt wesentlich geeignetere Software
. Aber auch die hat die gleichen Grenzen wie jede andere Simulationssoftware. Derjenige der sie bedient muss im Prinzip bereits wissen wie das Ergebnis aussieht und dessen Größenordnung korrekt abschätzen. Wirklich nutzbar ist jede Simulation erst dann wenn sich das Ergebnis mittels Versuch nachweisen lässt - was in Anbetracht der Komplexität der häufig numerisch berechneten Probleme oft nicht oder nur punktuell möglich ist. In vielen Fällen ist es deshalb wirklich nur eine grobe und fehleranfällige Schätzhilfe, sowie ein Visualisierungstool für Vorgänge und Größen die schwer sichtbar zu machen sind (z.B. Kräfte, Dehnungen, Spannungen, Temperaturen). Leider neigen viele Leute dazu bunten FEM-Bildchen per se viel Vertrauen entgegen zu bringen - frei nach dem Motto: "Da hat sich einer aber Arbeit gemacht - das muss ja stimmen". Dass er sich viel Arbeit gemacht hat das Programm dazu zu bringen Bilder auszuwerfen, die Irgendwas irgendwie Erklärbares zeigen, stimmt zwar in der Regel, aber es bedeutet nicht, dass er alles bedacht, noch dass er es richtig umgesetzt oder richtig interpretiert hat.
Simulationen sollte man daher immer äußerst kritisch sehen. Nur wenn alles handfest belegt werden kann, oder vernünftige Thesen dahinter stecken kann man sie einigermaßen nutzen.
But let´s go back to topic!
Ich teste bereits seit einigen Stunden und es lässt sich tatsächlich eine Verbesserung verzeichnen, ABER die Leistung ist immer noch meilenweit von den "gängigen" 420er Radis entfernt ! Kupferrohre würden sicher etwas bringen, wenn ich es richtig verstanden habe, stehen die wohl aber derzeit nicht zur Verfügung.
