Berechnungsmethode für das Erhitzen eines Flüssigkeitsvolumens
Wie bestimmt man die Leistung, die zum Erhitzen eines Flüssigkeitsvolumens erforderlich ist?
Die Leistung, die installiert werden muss, um in einer bestimmten Zeit ein in einem Behälter befindliches Flüssigkeitsvolumen auf Temperatur zu bringen, ist das Ergebnis von 2 Berechnungen: der Berechnung der Leistung für den Temperaturanstieg der Flüssigkeit (Pch) und der Berechnung der Wärmeverluste (Pth).
Berechnung der Heizleistung (Pch)
- Heizleistung: Pch (kW)
- Masse der Flüssigkeit: M (kg)
- Spezifische Wärme der Flüssigkeit: Cp (kcal/kg .°C)
- Vorlauftemperatur: t1 (°C)
- Gewünschte Endtemperatur: t2 (°C)
- Aufheizzeit: T (h)
- Sicherheitskoeffizient: 1,2
Berechnung der Masse der zu erhitzenden Flüssigkeit (M)
- Masse der Flüssigkeit: M (kg)
- Volumen der zu erhitzenden Flüssigkeit: V (dm3 oder Liter)
- Dichte der Flüssigkeit: ρ (kg/dm3)
Dichte ρ einiger Flüssigkeiten (kg/dm3)
- Wasser: 1
- Mineralöl: 0,9
- Bitumen: 1,1
- Essigsäure: 1,1
- Salzsäure: 1,2
- Salpetersäure: 1,5
Spezifische Wärme Cp einiger Flüssigkeiten (kcal/kg.°C)
- Wasser: 1
- Mineralöl: 0,5
- Bitumen: 0,58
- Essigsäure: 0,51
- Salzsäure: 0,6
- Salpetersäure: 0,66
Berechnung des Flüssigkeitsvolumens (V)
Zylindrische Wanne
- Volumen der zu erhitzenden Flüssigkeit: V (dm3 oder Liter)
- Durchmesser des Behälters: Ø (dm)
- Flüssigkeitshöhe: H1 (dm)
Rechteckige Wanne
- Volumen der zu erhitzenden Flüssigkeit: V (dm3 oder Liter)
- Länge des Behälters : L (dm)
- Breite des Behälters: l ( dm)
- Flüssigkeitshöhe: H1 (dm)
Berechnung der Leistung, die benötigt wird, um den Wärmeverlust auszugleichen (Pth)
- Wärmeverluste: Pth (kW)
- Austauschfläche des Behälters: S ( m2)
- Gewünschte Endtemperatur: t2 (°C)
- Umgebungstemperatur: ta (°C)
- Austauschkoeffizient: K (kcal/h.m2.°C)
- Sicherheitskoeffizient: 1,2
Austauschkoeffizient (K)
Der Wärmeaustauschkoeffizient ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit eines Fluids (Flüssigkeit oder Gas) quantifiziert, bei einem Wärmeaustausch durch Konvektion Wärme mit einer festen Oberfläche zu übertragen.
Hier sind einige Werte für den Austauschkoeffizienten K in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und der Dicke der Isolierung :
| Lage des Behälters | Dicke der Isolierung (mm) | |||
|---|---|---|---|---|
| Ohne | 25 | 50 | 100 | |
| Tank im Inneren | 9 | 1.7 | 1 | 0.55 |
| Tank im Freien - Wind ≤ 10 km/h | 12 | 2.1 | 1.1 | 0.59 |
| Tank im Freien - Wind ≤ 45km/h | 30 | 2.3 | 1.2 | 0.61 |
| Tank im Freien - Wind ≤ 90km/h | 49 | 2.4 | 1.3 | 0.62 |
Austauschfläche des Behälters (S)
Zylindrische Wanne
- Fläche des Behälters: S (m2)
- Durchmesser des Behälters: Ø (m)
- Höhe des Behälters: H2 (m)
Rechteckige Wanne
- Fläche des Behälters: S (m2)
- Länge des Behälters : L (m)
- Breite des Behälters: l (m)
- Höhe des Behälters: H2 (m)
