Straling en convectie

[wnvl1]

Ik was met een ingenieursstudente deze oefening aan het oplossen. We werken met een netwerk van weerstanden om ze op te lossen. Wij denken dat de stralingsweerstand in parallel moet staan met de convectieweerstand. We komen echter niet op de oplossing van de docent. Een student die werkt met serie komt wel de juiste oplossing uit. Vraag is: serie of parallel?

[Xilvo]

Volgens mij parallel. Ik zie niet hoe dat fout kan zijn.

Wat zijn de waardes voor het warmteverlies volgens jou, volgens de "officiële" oplossing?
Ik zal eens kijken wat ik er uit krijg.

[Xilvo]

Ik kom op een warmtestroom van 4299 W en een temperatuur voor de buitenwand van 60,4 °C.
Fouten voorbehouden

[wnvl1]

Dit is de oplossing van de docent.

17-73 a) 2,151 W b) 0.136 m/s

Ik vraag even na hoeveel wij zijn uitgekomen, want dat was een stuk meer en gaat in de buurt van jouw oplossing liggen denk ik.

[wnvl1]

Dit zijn haar resultaten, maar ik ga zelf ook nog eens herrekenen want ze komen niet overeen met die van jou.

[Xilvo]

Ik had me vergist, had diameters in plaats van de stralen gebruikt
Ik kom nu op een warmtestroom van 2152 W en een temperatuur voor de buitenwand van 60,4 °C.
Dat klopt mooi met het antwoord van de docent. Die zet de weerstanden dus niet in serie!

Ik zie twee fouten in de oplossing van de student:
1. Bij de parallelschakeling van de weerstanden door geleiding en straling, buiten de buis, doet ze
\(R_{parallel}=\frac{1}{R_{geleiding}+R_{straling}}\)
Dat klopt natuurlijk niet.

2. Voor straling neemt ze temperaturen van 70 °C en 10 °C. Maar de buitenwand van de buis is niet zo warm.
Je kunt het niet in een keer oplossen. Je moet iteratief de temperatuur van de buitenkant van de buis bepalen. Iedere keer dat je een nieuwe temperatuur berekent verandert de warmtestroom door straling niet lineair waardoor die temperatuur weer verandert.

[wnvl1]

Door dat de uitdrukking voor R reeds 1/hA is, moet bij 1/R die hA terug boven komen te staan. Dat heb ik over het hoofd gezien.

Ik vermoed dat ze wel met die 70 graden mogen rekenen voor de straling. Want het is zijn vragen zonder grafisch rekenmachien.

Vreemd genoeg kwam een andere student met die serie berekening ook op de uitkomst van de docent. Maar dan moet die nog iets anders mis gedaan hebben. Want serie of parallel zou altijd een significant verschil moeten geven.

[Xilvo]

Ik vermoed dat ze wel met die 70 graden mogen rekenen voor de straling. Want het is zijn vragen zonder grafisch rekenmachien.

Als ik dat doe kom ik op een warmtestroom van 2263 W, niet de gegeven 'goede' uitkomst.
Dus ik vermoed dat dat toch niet geoorloofd is.