Распределение тепловых потоков и воздушных масс в помещении

[MotorManiac 130]

Вы сами выше писали что 10кВт это максимальная пиковая мощность плиты и существует терморегулятор, который ограничивает максимальную температуру рабочей поверхности в 270С ?

[Alexandr.hvac 4]

Блин, ради интереса, включите плиту у себя на кухне, поставьте на нее кастрюлю с водой.

Плита будет нагревать воду до 100С, а потом будет продолжать работать до тех пор пока не испариться вся вода и кастрюля не нагреется до 270С.

 

Соответственно в период кипения воды плита отдает в помещение 10кВт, скрытым и явным теплом, конвекцией и радиацией... Вот этот момент я и пытаюсь рассмотреть.

 

[MotorManiac 130]

1 час назад, Alexandr.hvac сказал:

в период кипения воды плита отдает в помещение 10кВт

Вы полагаете, что повара будут эксплуатировать плиту на максимальной мощности, ловя брызги кипящей воды и попутно получая ожоги ?

[Alexandr.hvac 4]

Плита это огромная поверхность с несколькими конфорками, на ней одновременно будут несколько кастрюль, сковородок, какието убираются какието ставятся.

Для простоты расчета берем что вся плита - одна конфорка и на ней постоянно стоит кастрюля с водой.

 

Проще говоря - коэффициент загрузки = 1.

Изменено 6 августа 2019 пользователем Alexandr.hvac

[soklakov 1 477]

5 минут назад, MotorManiac сказал:

Вы полагаете, что повара будут эксплуатировать плиту на максимальной мощности, ловя брызги кипящей воды и попутно получая ожоги ?

вы полагаете есть смысл ставить плиту 10 кВт и эксплуатировать ее на 8 кВт?

[MotorManiac 130]

1 час назад, soklakov сказал:

вы полагаете есть смысл ставить плиту 10 кВт и эксплуатировать ее на 8 кВт?

То есть вы предлагаете варить борщ в небольшой кастрюле  с тепловым потоком в 10кВт ? :)

[soklakov 1 477]

7 минут назад, MotorManiac сказал:

о есть вы предлагаете варить борщ в небольшой кастрюле  с тепловым потоком в 10кВт ? :)

я предлагаю четыре кастрюли. как минимум.

в конце концов, нас тут много, а кто не любит борщ?

[piden 2 874]

38 minutes ago, Alexandr.hvac said:

если я ставлю просто 270градусов, у меня хрен да маленько теплопритоков и воздух не греется практически вообще.

 

Хэв сам резальтс:

 

Вход / выход самоток

 



 



 



 



 

 

#############################################################

Вход свободный, выход - скорость 10 м/с

 



 

 

 

Пока у вас камера пыток, куда через соломинку от коктейля поступает свежий воздух. Кастрюля, нагретая до 100С выступает в качестве холодильника.

Хотите более реалистичных результатов - нужны более реалистичные источники/стоки.

[soklakov 1 477]

34 минуты назад, piden сказал:

Кастрюля, нагретая до 100С выступает в качестве холодильника.

и что там по тепловым потокам через плиту и кастрюлю?

35 минут назад, piden сказал:

Хотите более реалистичных результатов - нужны более реалистичные источники/стоки.

так что он может еще добавить в условия задачи?

36 минут назад, piden сказал:

Пока у вас камера пыток, куда через соломинку

это не у него.  это с такими ГУ.

[piden 2 874]

40 minutes ago, soklakov said:

и что там по тепловым потокам через плиту и кастрюлю?

395 и -290 Вт соответственно при "свободный вход / свободный выход".

41 minutes ago, soklakov said:

так что он может еще добавить в условия задачи?

Он должен понимать, что моделирует: закрытое наглухо термоизолированное помещение с источником тепла и крохотным оконцем в потолке. Там, где самый жаркий воздух собирается.

 

Для сравнения та же геометрия, но свободный выход/вход через 4 боковые стены. Типа беседка с крышей и трубой.

Тут плита 660 Вт, кастрюля 317 Вт.

 

 

 

 

 

47 minutes ago, soklakov said:

это с такими ГУ.

На той геометрии уже какие более-менее реальные не поставь, ситуация особо не улучшается.

[soklakov 1 477]

3 часа назад, piden сказал:

На той геометрии уже какие более-менее реальные не поставь, ситуация особо не улучшается.

вообще, когда вся плита жарит, да с духовкой, окна и правда лучше открывать, даже если вытяжка на полную))

 стенки или открытое пространство вокруг - это тоже ГУ, а не геометрия. хотя... как посмотреть

[vasyam 483]

6 часов назад, piden сказал:

 

Хэв сам резальтс:

 

 

  Показать содержимое

 

 

Вход / выход самоток

 



 



 



 



 

 

#############################################################

Вход свободный, выход - скорость 10 м/с

 



 

 
 

 

 

 

Пока у вас камера пыток, куда через соломинку от коктейля поступает свежий воздух. Кастрюля, нагретая до 100С выступает в качестве холодильника.

Хотите более реалистичных результатов - нужны более реалистичные источники/стоки.

Хмм, никого ничто не смущает

Второй вариант 

Вход свободный, выход - скорость 10 м/с 
Температура как я понял 150 градусов

Выход скорость 10 м/с, сечение 0,04 м.кв, объемный расход 0,4 м.куб/с. Плотность воздуха при температуре 150 градусов 0,835кг/м.куб. Итого массовый расход на выходе 0,334 кг/с. Температура воздуха на входе 20 градусов. Удельная теплоемкость воздуха 1000 Дж/(кг*К)

Итого воздух выносит 1000*0,334*(150-20)=40080 Дж/с=40кВт

А теперь вишенка на торте

4 часа назад, piden сказал:

395 и -290 Вт соответственно при "свободный вход / свободный выход".

Вопрос откуда взялось тепло? Как из 105 Вт получается 40кВт.

 

 

P.S. Либо я где то ошибся, либо расчет подвел, либо мы на грани грандиозного открытия, как с помощью 100 ватной лампочки обогреть дом площадью 400 кв.м

Изменено 6 августа 2019 пользователем vasyam

[Alexandr.hvac 4]

12 часа назад, piden сказал:

Он должен понимать, что моделирует: закрытое наглухо термоизолированное помещение с источником тепла и крохотным оконцем в потолке. Там, где самый жаркий воздух собирается.

Вы на кухне столовых или кафе были? Там обычно в помещении 4х4 метра натыкано оборудования (варочные поверхности, фритюрницы, пароконвектоматы и др.) на 70-100кВт мощности, и мой пример это самое минимальное из бед что может быть.

Расход удаляемого воздуха для большинства зонтов берется исходя из скорости в нижнем сечении 0,3 м/с.

 

Картинки, да, у Вас красивые получаются)

 

И не понятно почему у вас в помещении под 300С с одним с двумя источниками тепла - в 270С и 100С.

У меня вот на градус еле прогревается

Изменено 7 августа 2019 пользователем Alexandr.hvac

[soklakov 1 477]

5 часов назад, Alexandr.hvac сказал:

И не понятно почему у вас в помещении под 300С с одним с двумя источниками тепла - в 270С и 100С.

У меня вот на градус еле прогревается

может кто-то того, с запятой ошибся на порядок.

[vasyam 483]

7 минут назад, soklakov сказал:

может кто-то того, с запятой ошибся на порядок.

Не подскажете где я ошибся

13 часа назад, vasyam сказал:

Вход свободный, выход - скорость 10 м/с 
Температура как я понял 150 градусов

Выход скорость 10 м/с, сечение 0,04 м.кв, объемный расход 0,4 м.куб/с. Плотность воздуха при температуре 150 градусов 0,835кг/м.куб. Итого массовый расход на выходе 0,334 кг/с. Температура воздуха на входе 20 градусов. Удельная теплоемкость воздуха 1000 Дж/(кг*К)

Итого воздух выносит 1000*0,334*(150-20)=40080 Дж/с=40кВт

Или все же акелла промахнулся с расчетом

[soklakov 1 477]

2 минуты назад, vasyam сказал:

Или все же акелла промахнулся с расчетом

подозрительно, что у  @piden  при естественной конвекции 0.7 м/с на выходе получается. а заставляя воздух бежать в десять раз быстрее - ничего не меняется.

так-то похоже на правду по полям скоростей и температур. а сошлась ли там задача? а то может он инициализировал второй вариант на результатах первого варианта и с него нашел ближайшее решение - такое же. но - вряд ли.

а может дело в очень мощных застойных зонах, которых не так видно у @Alexandr.hvac .  если бы поток омывал помещение, а не шел напрямую с входа на выход, глядишь лучше было бы.

ну и теплообмен для этих застойных зон  с пространством за стенами, может быть, важно учесть тогда и не будет там 150 С. а считалось ли излучение? вряд ли в первый проход. что бы оно изменило? не знаю, хорошо бы посчитать)

 

что касается вашего расчета, в модели совсем не факт, что плотность переменная от температуры уже задана... хотя, без этого считать естественную конвекцию сложно было бы.

что-то явно не сходится. 105 Вт ведь всего генерируется... либо мы чего-то не знаем, что скорее всего.

[Alexandr.hvac 4]

Даже когда я ставлю телоприток 10кВт, у меня воздух до 22 прогревается

 

 

 

P.S.

А каким образом 10кВт могут нагреть "кастрюлю" кусок нержавейки объёмом 400л с+20 до +524С?

Плотность 7900 кг/м3 итого масса 3160кг.

Удельная теплоемкость 500 Дж/(кг*К).

Итого дельта Т=10000/(3160*500)=0,0063 градуса в секунду. [Дж * кг * К]

                                                                                              с * кг * Дж

 

Я всё никак не пойму откуда стока энергии берётся что нагревает всю мою модель до 900С если источник всего 10кВт...

Изменено 7 августа 2019 пользователем Alexandr.hvac

[vasyam 483]

24 минуты назад, Alexandr.hvac сказал:

Я всё никак не пойму откуда стока энергии берётся что нагревает всю мою модель до 900С если источник всего 10кВт...

Что то я начинаю терять терпение, ну ладно еще раз

900 градусов это та температура, которую должна иметь данная кастрюля, чтобы передать мощность 10кВт. При меньшей температуре она передаст мощность меньше, при большей больше.

Измените размер кастрюли и посмотрите как измениться температура (если вы ее увеличите температура упадет, т.к. увеличиться поверхность и чтобы передать мощность 10кВт потребуется меньшая температура и наоборот)

Или измените среду, замените воздух водой температура у вас тоже упадет, так как коэффициент теплопроводности станет больше.

А то что касается

35 минут назад, Alexandr.hvac сказал:

Т=10000/(3160*500)=0,0063 градуса в секунду

Обратите внимание на единицы измерения, за бесконечное время она нагреется до бесконечной температуры.

 

[Alexandr.hvac 4]

12 минуты назад, vasyam сказал:

900 градусов это та температура, которую должна иметь данная кастрюля, чтобы передать мощность 10кВт.

За какое количество времени? Секунда, минута, час, год?

Или же если кастрюля охладится с 900 до 20 мгновенно то она отдаст 10кВт тепла? Но ватт это дж/с т.е. всё уже зависит от времени...

[vasyam 483]

20 минут назад, Alexandr.hvac сказал:

За какое количество времени? Секунда, минута, час, год?

 

Вы путаете работу и мощность. Для справки 1Вт=1Дж/с.

Когда вы говорите за какое количество времени это не мощность это уже работа или энергия.

Фраза мощность 10кВт означает что каждую секунду кастрюля, должна отдавать 10000 Дж

20 минут назад, Alexandr.hvac сказал:

 10кВт тепла

Так говорить нельзя, кВт это мощность, а под теплом понимается энергия это Дж

20 минут назад, Alexandr.hvac сказал:

если кастрюля охладится с 900 до 20 мгновенно

Если мгновенно, то мощность охлаждения будет бесконечной, а вот энергии выделиться (900-20)*3650*500=1606000000 Дж

Если за 1с, то мощность охлаждения будет 1606000000 Вт, а энергии выделиться 1606000000 Дж

Если за сутки то мощность охлаждения 18587 Вт, а энергии все равно 1606000000 Дж

 

 

Статический расчет ведется не по времени, он идет до того момента пока не наступит баланс между мощностью поступающей в систему и мощности ее покидающей при заданных граничных условиях, как только баланс достигнут расчет считается завершенным.

 

900 градусов это та температура при которой наступает баланс между граничным условием 10кВт, и потерями в виде конвекции и радиации. Как то так.

Изменено 7 августа 2019 пользователем vasyam