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Thermodynamik

Seit Anfang der 80er beschäftige ich mich auch mit Berechnungen von thermischen Vorgängen. Je nach Ausstattung wurden die Berechnungen per Hand, mit Basic, Excel oder einem FEM- Modul ausgeführt. Einige der umfangreicheren Aufgaben:

  • Thermodynamisches Verhalten eines Heizmantel-Kugelhahns

  • Wasserrohrvereisung (Dauer, Leistungsbedarf)

  • Kühlverhalten einer NW250 Hochtemperaturarmatur

  • Wärmebedarf von Schaltschränken im Außenbereich

  • Kühlungen bei Schweißprozessen

  • Wärmetauscher für eine Produktionshalle

  • Elek. Heizprozess für ein Messgas (Strahlung und Konvektion)

  • Isolationsbedarf für eine elektrische Außeninstallation

REM Variable:

La = 2.25:                          REM W/mK Wärmeleitzahl vom Eis"

QS = 340000:                    REM Ws/kg Schmelzwärme

TD = 40:                            REM Temperaturdifferenz in K

ro = 1000:                          REM kg/m3 spez. Gewicht von Eis und Wasser

pi = 3.1415

R = .0325:                          REM Rohrinnenradius in m

H = .2:                               REM Länge der Kühlmanschette

I = R / 1000:                      REM Schrittweite in mm

T = 0:                                 REM Startzeit=0

Nr = 0:                               REM Schrittzähler zurücksetzen

Q = 0:                                REM Rücksetzen der Wärmemenge


REM Ausgabe der Variablen

LPRINT "Wärmeleitzahl vom Eis:"; La; "W/mK", "Schmelzwärme:"; QS; "Ws/kg"

LPRINT "Temperaturdifferenz:"; TD; "K", " Rohrinnendurchmesser:"; (2000 * R); "mm"

LPRINT "Schrittweite Delta R:"; (1000 * I); "mm"


REM Berechnung

FOR Ra = R TO (I) STEP -I:      REM m Außenradius der Eisbildung

Nr = Nr + 1:                         REM Zähler hochsetzen

Q = Q + Qi:                          REM Aufsummieren der Wärme

Ri = Ra - (I):                        REM Innenradius des jeweiligen Zylinders

s = R - Ri:                            REM Strecke der Wärme durch das Eis bis zur Rohrwandung

Hi = .01 + ((H / R) * Ri):    REM Höhe des jew. Zylinders in Metern

Mi = ((Ra * Ra) - (Ri * Ri)) * pi * Hi * ro: REM Masse des jeweiligen Zylinders

Qi = Mi * QS:                      REM Wärmemenge des gefrierenden Hohlzylinders

Hm = .04 + (4.25 * (Ra)):   REM H"he der mittleren Wärmeflußfläche im Eis

A = ((R + Ri) / 2 * pi) * Hm:   REM mittlere Wärmeflußfläche durch das Eis

FI = La * A / s * TD:           REM Wärmefluß für den betrachteten Querschnitt

Ti = Qi / FI:                         REM Gefrierdauer für den jew. Hohlzylinder

T = T + Ti:                           REM Aufsummieren der Einzelzeiten

basic- listing

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