Υπολογισμός θερμοκρασίας μετά απο μόνωση

[pavlidisc]

Καλημέρα σε όλους και καλώς σας βρήκα.
Θα ήθελα να ρωτήσω το εξής.
Έχω π.χ έναν σωλήνα ο οποίος έχει στην εξωτερική του επιφάνεια θερμοκρασία 50οC. Βάζω ένα μονωτικό π.χ πάχους 50mm με λ=0,04. Πάνω απο το μονωτικό βάζω και μία επικάλυψη π.χ λαμαρίνα. Πώς θα υπολογίσω την θερμοκράσία που θα έχει τώρα η επιφάνεια της λαμαρίνας; Πώς θα βρώ δηλαδή πόση θεροκρασία μου "έκοψε" η μόνωση που έβαλα;

Στην πραγματικότητα αυτό που θα ήθελα να μάθω είναι : έχω μια θερμοκρασία εξωτερικής επιφάνειας σωλήνα (50)οC και θέλω να έχω 20οC. Πόσο πάχος μόνωσης πρέπει να βάλω εάν το υλικό μου έχει λ=0,04);

Σας ευχαριστώ πολύ.

[Pirate]

Κατ' αρχήν εξαρτάται από το πώς οδεύει ο σωλήνας:
1. Στον αέρα
Και αν ναι: 1.1. Κάθετα στο επίπεδο του δαπέδου;
____________1.2. Οριζόντια στο επίπεδο του δαπέδου;

2. Μέσα σε τοιχείο;
3. Μέσα σε τοίχο;
4. Μέσα στο έδαφος;

Χρειάζεται θεωρία της Θερμότητας για να απαντηθούν τέτοιου είδους απορίες.
Δώσε μας περισσότερα στοιχεία και βλέπουμε.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[pavlidisc]

Λοιπόοοοον! Καταρχήν σε ευχαριστώ πολύ για το ενδιαφέρον. Κατά δεύτερον, αφού απαιτούνται περισσότερες λεπτομέρειες, ας πω τα πράγματα ως πραγματικά είναι.

Έχουμε ένα πλυντήριο (πλένει μπουκάλια με ζεστό νερό) το οποίο είναι τετράγωνο. Μετά από θερμικό έλεγχο με θερμογραφικό μηχάνημα οι ειδήμονες (φίλοι μας Γερμανοί!!!) αποφάσισαν ότι το πλυντήριο έχει σοβαρές απώλειες από τον οροφή. Θέλουν λοιπόν να την μονώσουν. Μόνο την οροφή.

Στην οροφή αυτή η μέγιστη θερμοκρασία είναι 70οC (63οC μέσος όρος). Αυτήν την θερμοκρασία θέλουμε να την πάμε περίπου στους 40oC, χρησιμοποιώντας για μόνωση ορυκτοβάμβακα ο οποίος έχει λ=0.042 στους 70οC. Πάνω από την μόνωση θα γίνει επικάλυψη με αλουμίνιο. Τα παραπάνω τα έχουν επιλέξει τα “φιλαράκια” μας και δεν διαπραγματεύονται. Το ερώτημα είναι τι πάχος μόνωσης πρέπει να μπεί για να πιάσουμε τους 40oC στην επιφάνεια. Και τέλος, εάν καταφέρουμε να πιάσουμε την επιθυμητή θερμοκρασία, πόση θα είναι η ενέργεια που έχουμε κερδίσει ; (στο 24άωρο π.χ).

Εγώ έως τώρα έχω κάνει το εξής (το οποίο δεν ξέρω κατά πόσο είναι σωστό):
Ο συντελεστής θερμοδιαπερατότητας k=1/Λ (τους συντελεστές ροής θερμότητας εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας τους αφήνω εκτός).
Λ=d/λ=0,05/0,042=1,19 (για 50cm μόνωση)
Άρα k=1/1,19=0,84 W/m2*K
Αν πώ ότι η επιφάνεια που θα μονώσω είναι 16m2 τότε :
Θερμικές απώλειες : Q=k*A*ΔΤ=0,84*16*(70-40)=403 kcal/h για την επιφάνεια των 16m2
Είναι τίποτα από αυτά σωστά ή λέω π@…ριές;;;;[:I]

[mechatron]

403Watt, όχι kcal/h.

Υπολόγισε τώρα και το εξής απλό.

Έστω έχεις πάχος τοιχώματος 2mm λαμαρίνα με λ=50W/m*K.
Στην εσωτερική πλευρά έχεις 70 βαθμούς και στην εξωτερική έχεις 15 βαθμούς, ενώ ο συντελεστής μετάδοσης θερμότητας του αέρα είναι 15W/m2*K.

Και λύθηκε.

Έχεις μεταφορά θερμότητας Χ.
Προσθέτεις μονωτικό με άγνωστο το πάχος του.
Λύνεις με άγνωστο το πάχος.

[pavlidisc]

Watt ε; Μάλιστα! Ε ναι αφού το k είναι σε W/m2*k. ΣΩΣΤΑ!!!!! άρα παίρνω Watt/h.

Για να βρω λοιπόν το πόση ενέργεια χάνω τώρα που είναι αμόνωτο :

Η λαμαρίνα που υπάρχει ΤΩΡΑ τοποθετημένη (και πάνω στην οποία θα μπει η μόνωση και από πάνω άλλη λαμαρίνα) είναι 0,8mm. Άρα:
k=1/Λ
Λ=d/λ=0,0008/50=0,000016
Άρα k=62500!!!
Άρα Q=62500*16*(70-15)=55.000.000 Είναι δυνατόν; (την εξωτερική θερμοκρασία την βάζουμε 15 γιατί τόσο θεωρούμε ότι έχει εντός του χώρου που βρίσκεται το πλυντήριο

Μάλλον κάτι δεν κάνω καλά ε; Το λ του αέρα πού το χρησιμοποιώ;

[mechatron]

pavlidisc,

Μόλις υπολόγισες τι θα συνέβαινε αν από την εσωτερική πλευρά της λαμαρίνας είχες τους 70 βαθμούς, και από την εξωτερική (επάνω πλευρά), κυλούσε ποταμός με σταθερή θερμοκρασία 15 βαθμούς...
Σαν να κυλούσε με άπειρη ταχύτητα και η θερμοκρασία των 15 βαθμών κελσίου "αποτυπώνονταν" στην λαμαρίνα..

Επειδή δεν συμβαίνει όμως αυτό και δεν έχεις κανέναν ποταμό από επάνω, η λαμαρίνα έχει αέρα από επάνω..
Οπότε ας λάβουμε έναν συντελεστη μεταφοράς και ακτινοβολίας, 15W/m2*K..

Οπότε Q=16*(70-15)/(1/15)=13.200Watt

Παρέλειψα την λαμαρίνα, επειδή έχει τόσο μικρή θερμική αντίσταση, που δεν παίζει κανένα ρόλο..

Οπότε 13.200=16*(40-15)/((1/15)+0,042/Dμόνωσης)..

Dμόνωσης=0,00127m

Ή 1,27mm μόνωσης και θα πέσεις στους 40 βαθμούς επιφανειακή θερμοκρασία..

Επειδή όμως ο πετροβάμβακας θα έχει καμιά ατέλεια, μην κάνεις τσιγκουνιές και βάλεις 1,5 mm μόνωσης..
Βάλε τουλαχιστον 1 cm..

[pavlidisc]

Μισό...
Στον τύπο Q=k*DT*λ/d, το d είναι σε μέτρα, έτσι δεν είναι;

Είναι δυνατόν με 1,5mm μόνωσης που βγάζει ο τύπος, να έχω ΔΤ=(70-40)=30oC;;;

Υ.Γ1. το μικρότερο πάχος που βγαίνει ο ορυκτοβάμβακας στο εμπόριο είναι 30mm.

Υ.Γ.2 Παιδιά ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ! Η βοήθεια που μου δίνετε είναι ΠΟΛΥΤΙΜΗ!!!

[nyannaco]

Ισως αξίζει να δεις και την περίπτωση του Armaflex σε φύλλα, για να γλυτώσεις και από τις ίνες - δεν ξέρω τί παίζει με κόστος, αλλά μήπως έρχεται και πιο οικονομικό;

Νίκος

[pavlidisc]

Το έχω δει και έχει σοβαρή υποψηφιότητα! Έχει το ίδιο λ με του πετροβάμβακα (στους μηδέν έχει καλύτερο λ=0,36 αλλά σε υψηλές θερμοκρασίες φτάνει και αυτό το λ=0,42). Οπότε το πάχος θα είναι το ίδιο είτε βάλουμε Armaflex είτε ορυκτοβάμβακα. Όσο για το κόστος, δυστυχώς είναι πιο ακριβό. Απλά είναι πιο ευκολοδούλευτο και κάνεις πιο καθαρή δουλειά.

[Pirate]

quote:Εγώ έως τώρα έχω κάνει το εξής (το οποίο δεν ξέρω κατά πόσο είναι σωστό):
Ο συντελεστής θερμοδιαπερατότητας k=1/Λ (τους συντελεστές ροής θερμότητας εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας τους αφήνω εκτός).
Λ=d/λ=0,05/0,042=1,19 (για 50cm μόνωση)
Άρα k=1/1,19=0,84 W/m2*K
Αν πώ ότι η επιφάνεια που θα μονώσω είναι 16m2 τότε :
Θερμικές απώλειες : Q=k*A*ΔΤ=0,84*16*(70-40)=403 kcal/h για την επιφάνεια των 16m2
Είναι τίποτα από αυτά σωστά ή λέω π@…ριές;;;;

Αμ δεν βγαίνει τόσο απλά! Ξέρεις που το μαϊμούδεψες το πρόβλημα; Στο ότι πήρες αυθαίρετα ένα πάχος μόνωσης 5 εκ. και στη συνέχεια θέλεις να πιστεύεις ότι η θερμοκρασία στην έξω πλευρά θα είναι 40°. Ένα από τα δύο θα κρατήσεις και το άλλο θα σου προκύψει. Κι αν παίξουμε την κολοκυθιά εδώ κι αρχίσουμε τα τραγουδάκια: «γιατί να είναι 40° και να μην είναι 35°;»
«και γιατί να είναι 35° και να μην είναι 25°;»
Μπορεί να κάνουμε ένα πολύ αγχολυτικό παιχνιδάκι για τα νευράκια μας που τα έχουν κάνει συρματόσχοινα τον τελευταίο καιρό οι «αρχόντοι» μας αλλά λύση στο πρόβλημά σου δεν θα βρεθεί.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να αποφασισθεί είναι πού πρέπει να βρίσκεται η απώλεια που θα έχεις από την μηχανή.
Παίρνεις 3αρα μόνωση και 5αρα μόνωση και κοζάρεις τα πιάνα:
Με την 5αρα χάνεις κάπου 650 Watt και η θερμοκρασία στην άνω επιφάνεια της λαμαρίνας θα είναι 16,7° ο εξωτερικός αέρας 15° και ο εσωτερικός αέρας 70°.
Με την 3αρα τα αντίστοιχα νούμερα είναι: 1000 Watt απώλεια και άνω θερμοκρασία λαμαρίνας 17,7° και τα υπόλοιπα τα ίδια.

κοκ.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου