Thermische energie: installatiecomponenten
Oefeningenles 4
Raadpleeg de VARIA file voor de correlaties nodig om het Nu getal te berekenen.
Oefening 1:
Lucht op 5 °C stroomt met een snelheid van 2 m/s over een plat dak met temperatuur 25 °C, lengte 8
m en breedte 4 m. De wind waait volgens de langste richting. Bepaal de gemiddeld warmteflux (per
vierkante meter).
Oefening 2:
Lucht op een temperatuur van 25 °C stroomt met een snelheid van 5 m/s dwars over een buis met
uitwendige diameter van 30 mm. De buis bevat water op een temperatuur van 75 °C. Stel dat de
convectieve thermische weerstend in de buis en de conductieve thermische weerstand van de buis
kunnen verwaarloosd worden, wat is dan de warmtestroom per meter buis?
Oefening 3:
Water op 40°C stroomt over een buizenbundel. De buizen met een lengte van 46 cm bevatten
warme rookgassen die de buiswand op 90 °C houden. Het waterdebiet is gelijk aan 20 kg/s. Bereken
de totale warmteoverdracht. (Veronderstel dat het water een constante temperatuur van 40 °C
heeft.)
, Oefening 4:
Lucht met een temperatuur van 27 °C, stroomt met een gemiddelde snelheid van 1 m/s in een
rechthoekig kanaal (20 cm x 40 cm) met lengte 3 m. De temperatuur van de wand van het kanaal
wordt op 77 °C gehouden. Bepaal de thermische ontwikkelingslengte en de gemiddelde
warmteoverdrachtscoëfficiënt.
Voor niet cilindrische doorstroom vormen maakt men gebruik van de hydraulische diameter,
4𝐴
gedefinieerd als 𝐷ℎ = met A de doorstroom oppervlakte en P de bevochtigde omtrek.
𝑃
Deze hydraulische diameter wordt gebruikt als karakteristieke lengte voor het reynoldsgetal.
Oefening 5:
De oppervlaktetemperatuur van een buis met diameter 15 cm en lengte 3 m, bedraagt 90 °C. De
omringende lucht heeft een temperatuur van 35 °C. De luchtdruk is 101.3 kPa.
1
Voor ideale gassen is de thermische uitzettingcoëfficiënt β gedefinieerd als: 𝛽 = 𝑇 met 𝑇∞ in K.
∞
Bepaal het warmteverlies als de buis verticaal, dan wel horizontaal wordt gehouden.
Oefeningenles 4
Raadpleeg de VARIA file voor de correlaties nodig om het Nu getal te berekenen.
Oefening 1:
Lucht op 5 °C stroomt met een snelheid van 2 m/s over een plat dak met temperatuur 25 °C, lengte 8
m en breedte 4 m. De wind waait volgens de langste richting. Bepaal de gemiddeld warmteflux (per
vierkante meter).
Oefening 2:
Lucht op een temperatuur van 25 °C stroomt met een snelheid van 5 m/s dwars over een buis met
uitwendige diameter van 30 mm. De buis bevat water op een temperatuur van 75 °C. Stel dat de
convectieve thermische weerstend in de buis en de conductieve thermische weerstand van de buis
kunnen verwaarloosd worden, wat is dan de warmtestroom per meter buis?
Oefening 3:
Water op 40°C stroomt over een buizenbundel. De buizen met een lengte van 46 cm bevatten
warme rookgassen die de buiswand op 90 °C houden. Het waterdebiet is gelijk aan 20 kg/s. Bereken
de totale warmteoverdracht. (Veronderstel dat het water een constante temperatuur van 40 °C
heeft.)
, Oefening 4:
Lucht met een temperatuur van 27 °C, stroomt met een gemiddelde snelheid van 1 m/s in een
rechthoekig kanaal (20 cm x 40 cm) met lengte 3 m. De temperatuur van de wand van het kanaal
wordt op 77 °C gehouden. Bepaal de thermische ontwikkelingslengte en de gemiddelde
warmteoverdrachtscoëfficiënt.
Voor niet cilindrische doorstroom vormen maakt men gebruik van de hydraulische diameter,
4𝐴
gedefinieerd als 𝐷ℎ = met A de doorstroom oppervlakte en P de bevochtigde omtrek.
𝑃
Deze hydraulische diameter wordt gebruikt als karakteristieke lengte voor het reynoldsgetal.
Oefening 5:
De oppervlaktetemperatuur van een buis met diameter 15 cm en lengte 3 m, bedraagt 90 °C. De
omringende lucht heeft een temperatuur van 35 °C. De luchtdruk is 101.3 kPa.
1
Voor ideale gassen is de thermische uitzettingcoëfficiënt β gedefinieerd als: 𝛽 = 𝑇 met 𝑇∞ in K.
∞
Bepaal het warmteverlies als de buis verticaal, dan wel horizontaal wordt gehouden.
