Klimatechnik?

Kann mir jemand helfen und mir sagen ob die Lösungen so richtig sind. Ist jemand fit in dem Thema ?

Arbeitsauftrag 1:

Ein Kunde beschwert sich über nicht ausreichende Kühlung durch das eingebaute Split-Klimagerät. Die Nennleistung ist mit 7KW und ein Nennvolumenstrom von 1300 Kubikmeter angegeben. Die angesaugte Raumluft hat eine Temperatur von 27° mit einer relativen Luftfeuchte von 60%. Der Luftauslass des Geräts hat die Abmaße: 650mm *150mm. Die Ausblastemperatur soll 20°C bei einer relativen Luftfeuchte von 85% betragen.

a) Welche Art Zustandsänderung durchläuft die Luft?
Antwort : Basierend auf den gegebenen Informationen und unter der Annahme, dass die Kühlung durch das Gerät tatsächlich nicht ausreichend ist, würde die Luft eine isenthalpe Zustandsänderung durchlaufen. Das bedeutet, dass die Enthalpie der Luft während des Abkühlungsprozesses konstant bleibt.

b) Ist die Kühlleistung des Gerätes für die geforderte Abkühlung ausreichend (Antwortsatz!)? Antwort : Basierend auf den gegebenen Informationen scheint die Kühlleistung des Geräts ausreichend zu sein, um die geforderte Abkühlung zu erreichen. Mit einer Nennleistung von 7 kW und einem Nennvolumenstrom von 1300 Kubikmetern sollte das Gerät in der Lage sein, die Temperatur der angesaugten Raumluft von 27°C auf 20°C abzukühlen, wie vom Kunden gefordert.

c) Der Kunde beanstandet auch einen unangenehmen Luftzug. Bestimmen Sie die Ausblasgeschwindigkeit der Luft am Auslass.

Antwort : Um die Ausblasgeschwindigkeit der Luft am Auslass zu bestimmen, können wir die Formel für den Volumenstrom verwenden: Volumenstrom = Querschnittsfläche x Ausblasgeschwindigkeit. 

Mit einem Volumenstrom von 1300 Kubikmetern und einem Querschnitt des Luftauslasses von 650 mm x 150 mm (entspricht einer Fläche von 0,0975 Quadratmetern) können wir die Ausblasgeschwindigkeit berechnen: 

Ausblassgeschwindigkeit= Volumenstrom / Querschnittsfläche = 1300 / 0,0975 = 13333,33 m/s.

Diese Ausblasgeschwindigkeit ist sehr hoch und könnte zu einem unangenehmen Luftzug führen. Es ist möglich, dass das Gerät so eingestellt ist, dass es eine höhere Geschwindigkeit hat als notwendig. Eine Möglichkeit, das Problem zu lösen, wäre die Reduzierung der Ausblasgeschwindigkeit durch Einstellung der Lüftergeschwindigkeit.

ist das so korrekt ?

Temperatur, Gebäudetechnik, Haustechnik, Klimatechnik, Thermodynamik, Wärmelehre
Wärmestromdichte eines Isolierfensters?

Könnt ihr mir hier helfen? Irgendwo ist hier ein Fehler drin.

Sagen wir, wir haben zuerst Glasscheiben der Dicke 5 mm. Wie groß ist die Wärmestromdichte, wenn innen eine Temperatur Ti = 20 grad Celsius und außen Ta = −20 grad Celsius herrscht? Nimm einen Wärmeleitkoeffizient von 0.8 W/(m*K) an.

Wärmestromdichte = (Wärmeleitfähigkeit * Temperaturunterschied) / Schichtdicke

= (0.8 W/(m*K) * 40 K) / 0.005 m

= 6400 W/m²
so weit, so gut,

Jetzt zum Isolierglas:

Die neuen Zweischeiben-Isolierfenster bestehen aus zwei Glasscheiben von je 4 mm Dicke, die eine 10 mm dicke Argonschicht bei Normaldruck einschließen. Innen- und Aussentemperatur seien wie oben. An der Aussenseite der inneren Scheibe herrsche die Temperatur T1, an der Innenseite der äusseren Scheibe die Temperatur T2. Wie groß sind T1 und T2?

Also. Umstellen der Gleichung nach Temperaturunterschied.

Wärmestromdichte * (Schichtdicke / Wärmeleitfähigkeit) = Temperaturunterschied
Der Temperaturunterschied ist definiert als delta T = T - T' mit T'<T
Hier ist also T = Ti und T'=T1 is gesucht, also:

delta T = Ti-T1 = Wärmestromdichte * (Schichtdicke / Wärmeleitfähigkeit)

bzw: -T1 = Wärmestromdichte * (Schichtdicke / Wärmeleitfähigkeit) - Ti

was T1 = Ti - Wärmestromdichte * (Schichtdicke / Wärmeleitfähigkeit) ist
eingesetzt ergibt das:

T' = 20C - 6400 W/m² * (0.004m / 0.8 W/(m*K)) = 20C - 32K = -12C

Für T2 gehen wir von der anderen Seite aus. Wir wissen die Wärmestromdichte des Glases und die Außentemperatur. Die umgestellte Gleichung ist:

T2 = Wärmestromdichte * (Schichtdicke / Wärmeleitfähigkeit) + Ta

was uns T2 = +12C liefert was ja schon sher komisch ist.
Wo ist hier der Fehler?

Zuletzt interessiert uns noch die gesamte Wärmestromdichte durch das Isolierglas.
Die ergibt sich ja als Summer der einzelnen Wärmestromdichten.

also:

Wärmestromdichte_gesamt =
(Wärmeleitfähigkeit_Glas * (20C - (-12C) / 0.004m)
+ (Wärmeleitfähigkeit_Argon * (-12C - (12C) / 0.01m) was schon nicht sein kann
+ (Wärmeleitfähigkeit_Glas * (12C - (-20C) / 0.004m)
Also ich nehmen an dass ich bei der T1 und T2 berechnung eine Fehler drin habe, aber ich komme nicht darauf was daran falsch ist. Ko nnt ihr mir helfen?

Wärme, Thermodynamik
kann mir jemand bei dieser Physikaufgabe behilflich sein?

Dosen sind auf der Unterseite nach innen gewölbt (vgl. Abbildung 4 a)). Es handelt sich hierbei um einen Sicherheitsmechanismus. Bierdosen müssen einen Innendruck von 6, 2 bar aushalten. Falls 5 bar Innendruck in der Dose herrschen, wölbt sich der Boden nach außen (vgl. Abbildung 4 b)), wodurch sich das Gasvolumen vergrößert und somit der Innendruck sinkt. Bei der Bearbeitung der nachfolgenden Aufgaben, gehen Sie davon aus, dass das „Gas“ in dem nicht von Bier gefüllten Dosenvolumen als ideales Gas angesehen werden kann und dass die Anzahl der Gasteilchen in dem Volumen sich nicht verändert! Sie holen eine Bierdose mit einer Temperatur von T = 4 ◦C aus dem Kühlschrank. Der Druck in dem Volumen von 10 cm3 beträgt 1, 5 bar

a) Welcher Druck herrscht in der Dose, wenn das Gas eine Temperatur von T = 15 ◦C erreicht?

b) Zeichnen Sie die Zustandsänderung aus Aufgabenteil a) schematisch in ein PV-Diagramm.

c) Bei welcher Dosentemperatur würde der Sicherheitsmechanismus auslösen

d) Gehen Sie davon aus, dass der kritische Druck des Sicherheitsmechanismus aufgrund hier nicht berücksichtiger Prozesse bereits bei einer Temperatur von T = 120 ◦C auslöst und sich das Volumen schlagartig vergrößert (Abbildung 4 b). Wie groß ist der Druck nachdem der Sicherheitsmechanismus ausgelöst wird? Das heißt: Bei T = 120 ◦C herrscht in der Dose ein absoluter Druck von P = 5 bar!

e) Entscheiden und begründen Sie, ob die Zustandsänderung aus Aufgabenteil

d) am ehesten als (1) isotherme, (2) isochore, (3) isobare oder (4) adiabatische Zustandsänderung beschrieben werden kann.

Danke für jegliche Hilfe LG

Bild zum Beitrag
Temperatur, Gas, Energie, Druck, Formel, physikalische Chemie, Physiker, Thermodynamik, Wärmelehre

Meistgelesene Beiträge zum Thema Thermodynamik