Abkühlung eines luftdurchströmten Rohres

Wissenschaft Physik
#1

Hallo zusammen! 
Ich hoffe auf eine kleine Eingebung! Seit zwei Tagen versuche ich, die Abkühlung eines von Luft durchströmten Rohres zu berechnen. Also rein exemplarisch, ohne die Beachtung von Oberflächenrauheit und solcher Scherze. 

Folgende Daten: 
Temperatur Außenluft  35°C 
Temperatur Rohr innen + außen  110°C 
Temperatur Luftstrom im Rohr  4°C 
Strömungsgeschwindigkeit im Rohr: 0,4 m/s 

Aufbau des Rohres  (mehrschichtig): 
Aluminium (lambda=236). Dinnen=20mmm Daußen=22mm 
Stahl (lambda=55). Dinnen=22mm, Daußen=28mm 
Wärmeleitstoff (lambda=6,5). Dinnen=28mm, Daußen=38mm 
Leder (lambda=0,03). Dinnen=38mm, Daußen=40mm 

Länge Rohr : 2,5m 

Ich habe für das Rohr bereits einen  Gesamtwärmewiderstand  von 0,1131 K/W berechnet. 

Meine Frage lautet jetzt: 
Wenn ich anfange, durch das 110°C warme Rohr die Luft durchzublasen, wie lang dauert es, bis es am Rohrende eine Temperatur von 45° erreicht habe, bzw. welche Temperatur hat es nach 1 Minute etc… 

Ich wäre echt dankbar für ein paar Ratschläge! 

lg Felix

#2

Hallo,

Folgende Daten: 
Temperatur Außenluft  35°C 
Temperatur Rohr innen + außen  110°C 
Temperatur Luftstrom im Rohr  4°C 
Strömungsgeschwindigkeit im Rohr: 0,4 m/s 
Aufbau des Rohres  (mehrschichtig): 
Aluminium (lambda=236). Dinnen=20mmm Daußen=22mm 
Stahl (lambda=55). Dinnen=22mm, Daußen=28mm 
Wärmeleitstoff (lambda=6,5). Dinnen=28mm, Daußen=38mm 
Leder (lambda=0,03). Dinnen=38mm, Daußen=40mm 
Länge Rohr : 2,5m 

Also ein recht massives teil mit erheblicher Masse.
Hast du mal die Wärmekapazität des Ganzen berechnet?

Ich habe für das Rohr bereits einen  Gesamtwärmewiderstand  von
0,1131 K/W berechnet. 

??? Wärmewiderstand gegen was?

Meine Frage lautet jetzt: 
Wenn ich anfange, durch das 110°C warme Rohr die Luft
durchzublasen, wie lang dauert es, bis es am Rohrende eine
Temperatur von 45° erreicht habe, bzw. welche Temperatur hat
es nach 1 Minute etc… 

45°C soll sich auf was beziehen? Die durchgeblasene Luft oder die Rohrwandung?

Berechne mal die Wärmekapazität der durchgeblasenen Luft (z.B. für 1 Minute) und setze diese mal ins Verhältnis mit der Wärmekap. der Rohrwandung.
Da sollte dir auffallen, das man mit dem bisschen Luft so schnell keine tolle Abkühlung erreichen wird.
Gruß Uwi

#3

Hallo,

bezieht sich deine Frage auf einen Anwendungsfall in der Praxis oder auf eine Hausaufgabe im Fach Verfahrenstechnik?

Gruß

Sven Glückspilz