Aufheizung von Luft in Aluminiumrohren durch Sonne

Wissenschaft Physik
#1

Für ein Schülerprojekt möchten wir Luft in Flexrohren aus Aluminium
erwärmen. Die Rohre sind so angeordnet, dass der Eingang ca. 1,2m tiefer als
der Ausgang ist. Unsere Überlegung ist, dass wenn die Sonne auf die Rohre
scheint sich die Luft im Inneren erhitzt und dabei nach oben steigt und dann
für das Erwärmen von Wasserbehältern genutzt werden kann.

Unser Problem ist die Berechnung. Wir haben bisher
rausgefunden das die Momentanleistung der Sonnen in dem entsprechenden Gebiet
im Sommer rund 1500 W/m² beträgt. Als Rohre wollten wir Flexrohre mit einem
Durchmesser von 100mm und einer Länge von 10m nehmen.

Könnt ihr uns bitte auf die Sprünge helfen wie man das
zumindest überschlägig berechnen kann? Interessant ist die
Austrittsgeschwindigkeit der Luft am oberen Ende und deren Temperatur.

Vielen Dank schon einmal…

#2

Was genau spricht für die Lösung ‚von hinten durch die Brust ins Auge‘ statt einer Erwärmung des Wassers in den Rohren direkt, wie man es sinnvollerweise in jeder Solaranlage macht?

#3

Die Hintergrund der Überlegung ist, dass man variabel dabei ist, was man erwärmt. Außerdem ist Wasser in unserem Projekt Mangelware. Aus diesem Grund der Umweg über die Luft.

#4

hi,

weil Luft so ein guter Wärmeträger ist?
Oder weil die Luft permanent neu erwärmt werden muss kann?

Das ist so etwa wie, wenn man den Topf 5 cm über den Herd hängt. Luft nimmt man zum isolieren, nicht zum übertragen der Wärme.

Ein Kreislauf aus Wasser mit einer ‚Entnahmestelle‘ für die Wärme wäre deutlich besser.

Zudem würden deine Rohre auch die Luft außerhalb erwärmen. durch die unsagbar ineffiziente Lösung würde diese Luft jedoch bei Windstille mehr oder minder deutlich zum Erfolg beitragen.

grüße
lipi

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#5

Hallo!

Wo hast du denn das her? Laut Wiki beträgt die Strahlungsleistung der Sonne 1325 bis 1420 W/m², und zwar außerhalb der Atmosphäre. Am Boden kannst du bei sehr klarem Wetter und der Sonne im Zenit von etwa 1000W/m² ausgehen. Das ist auch der Wert, auf den sich die Leistungsangaben von Solarzellen beziehen.

Was die Rohre davon abbekommen, hängt natürlich davon ab, welche Fläche sie der Sonne entgegensetzen - oder anders: Welche Fläche ihr Schatten auf einer Ebene senkrecht zur Sonneneinstrahlung hat. Und Alu reflektiert einen Großteil der Strahlung, es sollte zumindest schwarz sein. Am besten wäre, das Alu mit Ruß zu beschichten.

#6

Er will uns nicht sagen, dass das ein Projekt ist, um Wüstenbewohnern das Kochen ohne Holz zu ermöglichen.
Udo Becker

#7

Das ist bei einem geschlossenen Kreislauf komplett egal.

Aber mach man, Du wirst schon irgendwann sehen, dass Du von vom Start weg in eine Sackgasse gerannt bist. Spätestens wenn das Geld weg ist.

#8

Wie kann Wasser eine Mangelware sein, wenn Du gerade Wasser erhitzen willst ?
Du musst ja kein Wasser als Wärmeträger nutzen, aber man kann doch mit Solarwärme das Wasser (das was man als warmes Nutzwasser haben will) gleich direkt erwärmen.

Dazu braucht man lediglich einen Hohlspiegel( aus Alu z.B:) und einen Topf.

MfG
duck313

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