Hallo,ich weiss nicht ob das hierhin gehört,aber ich frag einfach mal. Ich möchte gerne wissen,wie man den Wärmeverlust bei einem Ofen berechnet,wenn eine Tür geöffnet wird.Ich arbeite in einem Walzwerk und habe einen Verbesserungsvorschlag eingereicht,der auch ausgeführt wurde.Damit ich nicht mit irgenteiner Summe abgespeist werde,wärs super,wenn jemand mir sagen könnte,ob es für die berechnung des Energieverlustet eine Formel gibt. Technische Daten: Breite der Tür: 7,20 Meter Höhe der Tür :1,60 Meter Temperatur des Ofens :1250 Grad Überdruck im Ofen:0,01 mbar (ja es sind wirklich 0,01 millibar) Es geht jetzt darum zu berechnen,wieviel energie in 1s verloren geht, wenn diese Tür geöffnet ist. Wäre nett,wenn mir jemand helfen könnte. gruss Andy
Hi das wird ein schwieriges Problem. Du hast sowohl einen gewissen Volumenstrom von Gas aus dem Ofen (und die Strömung dürfte wohl kaum laminar sein) aber auch eine Abstrahlung von Energie in Form Wärmestrahlung den man bei so hohen Temperaturen auch nicht vernachlässigen darf. Also ich seh da keine einfache Möglichkeit das einfach mal so auch nur abzuschätzen. Matthias
Hallo, danke erstmal für deine antwort. Aber es müsste doch eigentlich zu berechnen sein,wieviel energie verloren geht.Da sich diese Tür im Jahr ca. 12000 mal öffnet (Vor dem Vorschlag für jeweils 32 s,jetzt jeweils für 17 s)wärs mir wichtig,die einsparung genau zu berechnen.Man kennt das ja sonst,netter Gedanke,50 und dankeschön. gruss Andy
Wie tief ist denn der Ofen? Ist der Ofen genauso breit und hoch wie die Türe, oder ist er größer? Berechnen kann man da einiges, das ist klar. Aber wie schon andere angemerkt haben, ist das alles andere als trivial. Wenn Du es genau berechnen wolltest, müsstest Du das vermutlich numerisch lösen, da durch das Öffnen der Türe ja Verwirbelungen etc. entstehen. Selbst eine Hausnummer zu finden ist schon schwer. Ansätze wären aber: a.) Ausgetauschte Luftmenge (vermutlich relativ kleiner Anteil) b.) Verluste durch Strahlung. Vor allem Punkt an Punkt b könnte man ansetzen.
Hallo, der Ofeninnenraum ist 7,10 Meter breit und ca 2 Meter hoch,die länge des Ofens beträgt 24 Meter.Ich hoffe,mit diesen angaben noch etwas Licht ins dunkle gebracht zu haben. gruss Andy
Gibt es denn für den Ofen irgendwelche Mess- oder Steuergeräte? Beim öffnen der Tür sollte an so einem Gerät ein Temperaturabfall messbar sein, der dann ja dazu führen müsste, dass der Ofen nachheizt. Anhand eines Vergleichs zwischen Dauer und Umfang dieser Nachregelung müsste sich der Unterschied belegen lassen können. Grundsätzlich dürften die Verluste so um die hälfte heruntergehen wenn man die Tür nur noch halb so oft öffnet. bye Frank
wenn dieser Ofen in einer beheizten Halle steht, muss man um diesen Betrag die Halle weniger heizen, also kein wirklicher Gewinn Peter
Walzwerk - geheizte Halle? hihi, noch nie dagewesen, oder? Ich würde auch sagen, den Löwenanteil macht die Strahlungswärme aus, sicher 90%, eher noch mehr. Wie messen? Genaues weiss ich nicht, sollte sich aber machen lassen. Müsste sich aber auch rein mathematisch lösen lassen (Strahlertemperatur, Fläche, Zeit).
Hallo, das mit der Halle kann man getrost vergessen. die Halle ist ca.140000 Qudratmeter gross,da ist nix mit heizen durch offene Ofentür. Trotzdem danke für die antwort. gruss Andy
Da war doch noch der Physiker-Witz, der die Wärmeabgabe einer Kuh berechnen sollte "Stellen wir uns vor, die Kuh sei eine Kugel" so ähnlich müsste man wohl tatsächlich anfangen
Hallo Andy, Als Literatur empfehle ich Dir "Kuchling, Taschenbuch der Physik", dort kannst Du unter dem Kapitel Wärmetransport alles nachlesen. Da es Dich wohl genauer interessiert, schau Dir das mal an. Ist auch so geschrieben, das man es versteht wenn man nicht studiert hat. Als Ansatz empfehle ich Dir die Wärmeleitung Q zu berechnen. Dann hast Du schon einmal eine Menge Energie, die nicht erzeugt werden muss. In erster Näherung sollte das genügen, ich würde erwarten, dass die Verluste durch Konvektion vernachlässigbar sind. Für die abgestrahlte Energieleistung würde ich den Ansatz vom Stefan-Bolzmann-Gesetz nehmen. Mit der Zeit multipiziert hast Du dann in Ws die eingesparte Strahlungsenergie. Mit diesen beiden Ansätzen sollte eine grobe Abschätzung der Einsparung möglich sein. Alles andere ist meiner Meinung nach zu akademisch, da die Größenordnung sich nicht ändert. Das sollten dann die Betriebswirte bei Euch selbst berechnen, wenn sie dass könnten ;-P Die Formeln kann ich nicht angeben, da ich keinen Scanner habe und das eintippen einbischen zu kompliziert wäre. Gruß Beda
>ich würde erwarten, dass die >Verluste durch Konvektion vernachlässigbar sind. anner offenen (stahl-)ofentür? konvektion vernachlässigbar? dann setz dich mal über die tür und warte, bis sie aufgeht. aber hol vorher nochmal ordentlich luft! die ganze aufgabe ist alles andere als "mal eben abschätzbar". man könnte es experimentell ermitteln oder ein paar gleichungen lösen, die so erstmal nicht aufn schmierzettel passen. wenn man schon schätzen will, dann wirklich nur über die "tür ist nur halbe zeit offen"-variante. und sollte dabei bedenken, daß (wie ziemlich jeder andere ausgleichsvorgang auch) der wärmetausch einer e-funktion folgt.
kleine Abschätzung... Strahlungsleitung bei nem idealen schwarzen Strahler: P = T^4 A 5,67 * 10e-8 W / (m^-2 * K^-4) => P = 1523^4 * 11,5 * 5,67 * 10e-8 W = 3,5 MW Praktisch fällt die Temperatur wohl etwas ab, und der Strahler ist nicht ideal; 2,5MW könnten dann hinkommen. 15 Sekunden wären dann 10,4kWh. 12.000 mal im Jahr gibt 125MWh. E.On sagt Erdgas kostet im EK 2,4ct/kWh; gibt im Jahr dann 3000
Oder miss doch den Temperaturanstieg der Umgebungstemperatur das koennte dir nen Schätzwert geben denk ich aber ich bin da kein Experte...
Hallo, danke für die antworten. Werd mich mal versuchen,mich durch die Literatur durchzulesen. Aber 3000 im Jahr hört sich ja erstmal nicht schlecht an. gruss Andy
Hallo Klaus, ist schon i.O., schreiben und diskutieren ist was anderes, wenn man sich nicht sieht. Das mit der Konvektion ist nachdem ich darüber nachgedacht habe wirklich schmarn, sollte aber bei der ersten Hausnummer nicht weiter stören. Ein anderer Gedanke, der mich beschäftigt. Wird durch das kürzere Tür auf Tür zu wirklich merklich Energie eingespart. Ich meine zu der Energieleistung die notwendig ist um einen solchen Ofen zu betreiben müssten doch solche Verluste gering sein. 3000 hört sich zwar viel an, ist aber doch nur ein Tropfen auf dem heißen Stahl. Beda
is jetzt auch wieder son schätzding: ich denke, daß der löwenanteil an verlusten unmittelbar bei türöffnung passiert (binnen der ersten paar sekunden, wegen der e-funktion...). ob dann die tür noch ein paar sekunden länger offen bleibt oder nicht, is wahrscheinlich kein sooo großer unterschied mehr. zumindest nicht bezüglich konvektion etc., da der im ofen herrschende überdruck dann ja auch erstmal weg sein dürfte (oder er wird krampfhaft aufrechterhalten und "pumpt" die wärme raus). die schließzeit dürfte sich dann nur auf die durch strahlung abgegebene leistung auswirken.
Nach meinem Empfinden mehrere Punkte die teilweise gegeneinander spielen: 1. Durch längeres bzw kürzeres Öffnen der Türe ergibt sich ein Bedarf des Nachheizens der im Ofen befindlichen Sachen (-> Energiezufuhr, ermittelbar) 2. Die Wärme muß ja irgendwo hin im Raum. Da es dort wohl warm genug ist, ist wohl eher eine geringere Kühlung bzw. eine geringere Belastung von Mensch und umgebenden Maschinen zu erwarten 3. Optimierte Handlungsabläufe könen ja auch in irgendeiner Art zur Verbesserung der Produktqualität, Reduktion von Stress oder sonstiges als positiver Faktor bewertet werden. 4. "weniger Arbeit": (32 sek - 17 sek) * 12.000 / 3600 = 50 Stunden Arbeitsersparnis im Jahr. Den kalkulatorischen Stundenlohn dazu kannst du dir selbst einsetzen, um die kalkulatorische Arbeitsersparniss zu ermitteln.
zu 3) und 4): das gilt nur, wenn dies ein arbeitsschritt ist, die beaufsichtigt werden. öffnet sich die tür automatisch und schließt sich ebenso, ist es vom arbeitsaufwand her egal, wie lange die tür offen ist. zu 2): entweicht die heiße luft irgendwie in die halle, oder wird damit etwas angefangn? beispielsweise könnte man mit einem radiator die warme luft und die strahlung nutzen, um beispielsweise heizungswasser zu erwärmen
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