Hallo,
zu Deinem Problem sind folgende Punkte von Bedeutung.
1.Die Wärmeaufnahme von oben ist abhängig vom Absorbtions-
grad der Oberfläche. Die ist natürlich bei schwarzen
Flächen max. (bis über 90%) und bei metallisch
glänzenden Flächen minimal (bis unter 1%).
Aluminium hat allerdings kaum eine metalisch glänzende
Fläche, weil sich schnell eine Oxidschicht bildet.
-\> Absorbtionskoeff. ca. 0,7...0,8
Eine metalisch glänzende Oberfläche, die durch eine
gut transparente Beschichtung geschützt wird, wäre
also optimal. Allerdings kann diese im Freien auch
verschmutzen und verwittern, was die Sache wieder
deutlich verschlechtert.
Die max. Einstrahlung wird etwas 600W/m² sein
(Sommer,Mittagssonne -\> Globalstrahlung).
Bei einem Absorbtionskoeff. von 0,2 (also ca. 120W/m²)
und einer effektiven Fläche von (0,4x0,2)m² = 0,08m²
wäre also mit einem Wärmeeintrag von ca. 10W zu rechnen.
2. Wärmeabgabe nach unten durch Strahlung
-\> Stefan-Boltzman-Gesetz M = s T^4
Stefan-Boltzman-Konstante s = 5,67´10-8 W m‑2 K‑4
Fläche schwarz machen bringt nur einen relevanten
Effekt, wenn die Temperatur deutlich höher ist als
die Umgebung. Das wird hier kaum der Fall sein, weil
die Konvektion keine große Temp.diff. zuläßt.
3. Wärmeabgabe durch Konvektion.
Da gibt es den Wärmeübergangswert für glatte Oberflächen:
ca. (5,6+4v)W/(1m² x 1grd).
( mit v = Strömungsgeschwindigkeit in m/s ).
Dieser Wärmeübergang ist also annähernd linear zur
Temperaturdiff. und wird durch vorbeiströmende Luft
deutlich besser.
Mit 3m/s Wind also ca. 18W/(1m² \* 1grd).
Die Wabenstruktur macht zwar eine etwas größere effektive
Oberfläche, wirkt aber nicht optimal, weil die Luft
da nicht durchströmen kann. Langsrippen in
Strömungsrichtung wären also wesentlich besser.
Ohne Rippen nehme ich mal eine effektive Fläche
von 2\* (0,2\*0,4)=0,16m² an (z.B. Fall 1 mit
1cm Wabenstruktur - nur geschätzt !).
Damit würde sich an der Unterseite eine Temp.-Diff
von ca. 3...4 grd. einstellen.
(Macht dann wirklich kaum einen Strahlungseffekt!).
folgendes Problem:
Ich habe ein Aluminiumblech (ca. 40cm x 20cm), welches auf der
Oberseite von der Sonne angestrahlt wird.
Der Einstahlwinkel spielt da natürlich auch noch eine
Rolle.
Ich möchte auf der
Unterseite eine möglichst hohe Wärmeabfuhr haben. Würde es
einen Unterschied machen, wenn ich die Unterseite schwarz
lackiere (Die Oberseite kann nicht verändert werden)? Wenn ja:
kann ich irgendeinen Lack nehmen oder gibt es da Unterschiede?
Vergiss das.
Was glaubt ihr wo es eine höhere Wärmeabfuhr gibt (wieder von
oben durch die Sonne angestrahlt):
1.: 1mm dickes Aluminiumblech mit einer 1cm dicken
Aluminium-Wabenstruktur auf der Unterseite.
Das hat sicher die max. effektive Oberfläche (von den
drei Varianten). Die Wabenstruktur darf nicht zu eng
sein, so daß der Wind in die waben reinbläst und sich
innerhalb der Waben Wirbel ausbilden.
(ca. 10…15mm) dann wird die effektive Oberfläche
auch noch deutlich größer als die Grundfläche sein
-> Temperaturgradient deutlich kleiner als 4grd.
2.: 1mm dickes Aluminiumblech mit einer 0,5cm dicken
Aluminium-Wabenstruktur auf der Unterseite.
3.: 2mm dickes Aluminiumlochblech, wobei auf der Oberseite
ganz dünne Aluminiumfolie gespannt wäre, um die Löcher
abzudecken.
Das ist die absolut schlechteste Variante.
Die Folie müßte angeklebt werden, sonst gibt es einen
deutlichen Gradienten zwischen Folie und Blech.
Das Aluminiumblech wird in allen 3 Fällen vom Wind mit 3m/s in
einem 45°Winkel seitlich von unten angeströmt.
Glaubt ihr, dass es überhaupt große Unterschiede geben wird?
Vielen Dank schon mal für die Antworten!
Schreibe mal, ob es in Praxis so ist, wie die Theorie
es voraussagt.
Gruß Uwi
