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Wärmestromdichte berechnen, aber wie?


 
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Wärmestrahlung schwarzer Körper :: Strahlungsenergie  
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PsycoDad



Anmeldedatum: 23.08.2010
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BeitragVerfasst am: Mo Aug 23, 2010 11:26 am    Titel: Wärmestromdichte berechnen, aber wie? Antworten mit Zitat

Hallo,
ich habe eine Lampe die ich auf 1000C heitzen kann.
In einem bestimmten Abstand der Lampe ist ein Prüfkörper mit mehreren Temperatursensoren.
In der Versuchbeschreibung steht, dass ich meine Lampe auf eine Wärmestromdichte von 10KW/m² kalibrieren soll.
Aber allein mit einer Temperatur-Zeit-Kurve und dem Abstand,
will mir das nicht gelingen.

Ich weiß nicht wo ich einen Denkfehler mache.
Wäre für jede Hilfe dankbar.

Gruß Peter
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isi1
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Beiträge: 2078
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BeitragVerfasst am: Mo Aug 23, 2010 4:51 pm    Titel: Re: Wärmestromdichte berechnen, aber wie? Antworten mit Zitat

PsycoDad hat Folgendes geschrieben:
Hallo,
ich habe eine Lampe die ich auf 1000C heitzen kann.
In einem bestimmten Abstand der Lampe ist ein Prüfkörper mit mehreren Temperatursensoren.
In der Versuchbeschreibung steht, dass ich meine Lampe auf eine Wärmestromdichte von 10KW/m² kalibrieren soll.
Aber allein mit einer Temperatur-Zeit-Kurve und dem Abstand,
will mir das nicht gelingen.

Ich weiß nicht wo ich einen Denkfehler mache.
Wäre für jede Hilfe dankbar.

Gruß Peter
Was wird denn 1000C bedeuten? Etwa 1000kW?
Und mit heitzen meinst Du wohl heizen?

Wenn das 1000°C bedeutet, reichen die Angaben nicht aus.

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ
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PsycoDad



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Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: Di Aug 24, 2010 8:08 am    Titel: Antworten mit Zitat

Entschuldigung,
ja es heißt heizen und es sind 1000°C.

Was benötige ich dann dann noch für weitere Angaben.

Gruß
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isi1
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BeitragVerfasst am: Di Aug 24, 2010 10:53 am    Titel: Antworten mit Zitat

PsycoDad hat Folgendes geschrieben:
es sind 1000°C.
Was benötige ich dann dann noch für weitere Angaben.
Die Strahlungsquelle kann stecknadelgroß sein oder viel größer.

Die abgestrahlte Wärme geht mit der Größe der sichtbaren Fläche und der 4. Potenz der (abs.) Temperatur.

Siehe Formel M°(T)=σ*T^4 mit σ=57nW/(m²K^4)
http://de.wikibooks.org/wiki/Formelsammlung_Physik/_plancksches_Strahlungsgesetz#Tabellarische_.C3.9Cbersicht

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PsycoDad



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Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: Di Aug 24, 2010 11:12 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ok.
Danke erstmal soweit.

Ich verstehe es leider immernoch nicht.

Die Fläche meiner Strahlungsquelle beträgt 30*30cm = 0,09m²

Meine absorbierte Temperatur ändert sich aber über die Zeit.

Wenn ich jetzt innerhalb von 15 Minuten eine Temperaturänderung von 600°C auf meiner Prüfkörper Oberfläche habe,
wie kann ich dann auf die Wärmestromdicht über die Dauer des Versuchs schließen.

Ich versteh es nicht, weil in der Versuchsbeschreibung immer von einer einheitlichen Wärmestomdichte wärend des Versuchs gesprochen wird.

Das ist ja dann mehr eine Momentaufnahme.

Gruß
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isi1
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BeitragVerfasst am: Di Aug 24, 2010 11:27 am    Titel: Antworten mit Zitat

Wieso, bei 1273K und 0,09m² ergibt die Formel 13,5kW Strahlungsleistung, oder?
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PsycoDad



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Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: Mi Aug 25, 2010 10:22 am    Titel: Antworten mit Zitat

Dank Dir.

Ja, deine Rechnung stimmt.

Aber dann ist meine Strahlungsleistung ja nur von der absorbierten Endtemperatur (und der Fläche) abhängig.

Das finde ich irgendwie komisch.

Wenn ich die selbe Temperatur in 3 Minuten statt in 15 erreiche,
dann müsste meine Strahlungsleistung doch höher sein.

Fehlt da nicht irgendwie der Faktor Zeit?

Ist die Strahlungsleistung den gleich der Wärmestromdichte?

Gruß
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isi1
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BeitragVerfasst am: Mi Aug 25, 2010 7:17 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Die 13,5kW/m² sind direkt an der Lichtquelle 30*30cm², Peter.

Beim Prüfkörper ist es natürlich weniger
PsycoDad hat Folgendes geschrieben:
In der Versuchbeschreibung steht, dass ich meine Lampe auf eine Wärmestromdichte von 10KW/m² kalibrieren soll.
Wenn die Strahlungsfläche rund wäre, hättest Du ein Strahlungsdiagramm in Form einer Kugel. Beim rechteckigen ist das natürlich nicht so symmetrisch. Den Abstand zu berechnen scheint mir etwas aufwendig.

Die in den Prüfkörper eingestrahlte Energie wird dort gespeichert und evtl. weiter abgeleitet oder abgestrahlt.

Ist er 100% isoliert, hast Du halt mit den 10kW/m² den Wärmespeicher aufzuheizen

Weißt schon Q = c * V

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