Moin, Man stelle sich vor man habe einen Geschlossenen (hermetisch verschlossen) Glaskörper beliebiger Form. Im inneren befindet sich eine Maschine. Diese soll eine Möglichst hohe Leistung erbringen. Jedoch, darf die Temperatur im Innenraum des Glaskörpers nicht ansteigen. D.h. Energie muss in den Glaskörper hinein, und Abwärme muss hinaus befördert werden. Wie würdet ihr diese Apparatur bauen?
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Da fragst du am besten den Physikexperten des Forums Kurt Bindl. https://www.mikrocontroller.net/user/show/kurt-b
Induktive Kopplung für Energie rein und fertig. Achso und Glaskugel groß, da die eh Wärme durchlässt. Bauteile im Inneren noch schwarz anstreichen, dann geht's noch besser ;)
Zusatz : Das Abwärmeproblem ist im Allgemeinen bei einem Satelliten nicht anders.
Was bedeutet Leistung erbringen ? Strom verbrauchen oder Strom erzeugen. Gegen Temperaturanstieg wuerd ich einen Kuehlschrank in den Koerper bringen und die Tuere nach Bedarf oeffnen.
Strom rein geht bei kleiner Leistung mit Solarzellen. Wärme ist mehr die Frage wie warm darf es werden, Glühlampen schaffen auch ihre Wärme loszuwerden.
WildWeasel schrieb: > Moin, > > Man stelle sich vor man habe einen Geschlossenen (hermetisch > verschlossen) Glaskörper beliebiger Form. > Im inneren befindet sich eine Maschine. > Diese soll eine Möglichst hohe Leistung erbringen. > > Jedoch, darf die Temperatur im Innenraum des Glaskörpers nicht > ansteigen. > > D.h. Energie muss in den Glaskörper hinein, und Abwärme muss hinaus > befördert werden. > > Wie würdet ihr diese Apparatur bauen? Garnicht. Ich würde mich, wenn ich so ein Gedankenexperiment formuliert habe erstmal folgendes fragen: 1. Was fange ich mit dem Ergebnis dieses Gedankenexperimentes an? 2. Was meine ich mit "beliebiger Form" genau? Dass, die Konstruktion für jede Form funktionieren soll? In jeder quantitativen Ausprägung, bei immer gleicher Grundanordnung von invarianten Systemkomponenten? Oder die Maße u. Gewichte etc. jeweils angepasst an die Form? Oder sogar mit flexibler Anordnung und Auswahl der Komponenten? 3. Warum wähle ich eigentlich "Glas"? 4. Meine ich mit "höhe Leistung" eine beliebig hohe Leistung? Will ich wirklich ausser Acht lassen, dass es für eine Leistung keine prinzipielle Grenze gibt? Was hat das für wünschenswerte oder notwendige Konsequenzen, das ich das so formuliere? 5. Darf die Temperatur des Glaskörpers selbst ansteigen? Darf es Gradienten geben? Wie soll sich die Aussentemperatur verhalten? Was sind für Glas die Grenzwerte? 6. Welche Energieform(en) will ich in den Glaskörper hineinbefördern? Muss es eine bestimmte sein? Oder ist eine bestimmte zu bevorzugen? 7. Lässt sich eine konkrete Vorrichtung mit unbegrenzter Leistung überhaupt bauen? Wird das Glas nicht schmelzen? 8. Kann es eine Vorrichtung die Arbeit verrichtet ohne das ein Temperaturanstieg erfolgt überhaupt bauen? Was ist mit der zeitlichen Begrenzung der Wärmeleitung bzw. Konvektion?
Mal wieder eine Frage die dermaßen schwammig formuliert ist, daß es keine sinnvolle Antwort geben kann. Ist schon Freitag?
Hosenmatz schrieb: > 1. Was fange ich mit dem Ergebnis dieses Gedankenexperimentes an? Mir neue Blickwinkel eröffnen dieses Problem anzugehen. Hosenmatz schrieb: > 2. Was meine ich mit "beliebiger Form" genau? Dass, die Konstruktion für > jede Form funktionieren soll? In jeder quantitativen Ausprägung, bei > immer gleicher Grundanordnung von invarianten Systemkomponenten? Oder > die Maße u. Gewichte etc. jeweils angepasst an die Form? Oder sogar mit > flexibler Anordnung und Auswahl der Komponenten? Ich meine das es egal ist, welche Form der Glaskörper haben darf, Kugel...Quader....oder mit Kühlrippen um die Oberfläche zu erhöhen. Sogar die Form eines Zylinders mit Tunnel in der Mitte.... Welche Form euch auch immer am geeignetsten für die Aufgabe erscheint. Hosenmatz schrieb: > 3. Warum wähle ich eigentlich "Glas"? Glas ist reaktionsträge und nicht Elektrisch leitend. Zudem ist es Transparent und lässt visuelle Kontrolle der Maschine zu. Jedoch, wäre auch ein anderes Material möglich des diese Eigenschaften hat....ich hatte z.b. an einen Plexiglaszylinder gedacht....aber die langlebig von Glas ist höher. Hosenmatz schrieb: > 4. Meine ich mit "höhe Leistung" eine beliebig hohe Leistung? Will ich > wirklich ausser Acht lassen, dass es für eine Leistung keine > prinzipielle Grenze gibt? Was hat das für wünschenswerte oder notwendige > Konsequenzen, das ich das so formuliere? Ok gut ich seh ein das war zu Schwammig. Im Inneren soll eine Maschine stecken die 100W elektrische Leistung in Wärme und Ordnung umwandelt aka ein PC. Hosenmatz schrieb: > 5. Darf die Temperatur des Glaskörpers selbst ansteigen? Darf es > Gradienten geben? Wie soll sich die Aussentemperatur verhalten? Was sind > für Glas die Grenzwerte? Die Temperatur das Glases darf ansteigen. Die Aussentemperatur kann zwischen 18-40C° variieren. Hosenmatz schrieb: > 6. Welche Energieform(en) will ich in den Glaskörper hineinbefördern? > Muss es eine bestimmte sein? Oder ist eine bestimmte zu bevorzugen? Jede Form von Energie welche sich wieder in Elektrische Spannung umwandeln lässt....Induktion, Laser, Magnetische Koppler mit Generator im inneren... Zu bevorzugen ist die Lösung mit den niedrigsten Umwandlungsverlusten.
WildWeasel schrieb: > Man stelle sich vor man habe einen Geschlossenen (hermetisch > verschlossen) Glaskörper beliebiger Form. > > Im inneren befindet sich eine Maschine. WildWeasel schrieb: > Im Inneren soll eine Maschine stecken die 100W elektrische Leistung in > Wärme und Ordnung umwandelt Das nennt sich Glühbirne. Ist aber in dieser Leistungsklasse in EU nicht mehr frei verkäuflich.
Thomas F. schrieb: > Das nennt sich Glühbirne. Ist aber in dieser Leistungsklasse in EU nicht > mehr frei verkäuflich. Und da heizt sich der Innenraum nicht auf? ;)
Jedes moderne verglaste Bürogebäude entspricht deiner Beschreibung. Die lösen das meist mit Klimaanlagen
дампфтроль schrieb: > Gegen Temperaturanstieg wuerd ich einen Kuehlschrank in den Koerper > bringen und die Tuere nach Bedarf oeffnen. Bei manchen Eurer Scherze weiß man nicht, ob Ihr es nicht doch ernst meint... :)
Das mit dem Kühlschrank ist eh Quatsch, wenn man da die Tür auflässt heizt die Kühlschrankinnenbeleuchtung doch die ganze Glaskugel auf. :)
Der Andere schrieb: > Jedes moderne verglaste Bürogebäude entspricht deiner > Beschreibung. > Die lösen das meist mit Klimaanlagen Jedes moderne Bürogebäude ist also ein "hermetisch verschlosser Glaskörper"? Wie gut arbeitet es sich denn ohne Luftzufuhr?
Jan H. schrieb: > Jedes moderne Bürogebäude ist also ein "hermetisch verschlosser > Glaskörper"? Wie gut arbeitet es sich denn ohne Luftzufuhr? Das "hermetisch verschlossen" hatte ich zwar gelesen, war mir aber entfallen. Nicht zuletzt wegen dem späteren Posting: WildWeasel schrieb: > Im Inneren soll eine Maschine stecken die 100W elektrische Leistung in > Wärme und Ordnung umwandelt aka ein PC. Und was soll der PC in dem "hermetisch" verschlossenen Gehäuse? Wie bekommt er Energie? Drahtlos? Sorry aber dann soll der TO halt sagen was er will. Miese Daten, niedrige Qualität der Antworten.
Der Andere schrieb: > Wie bekommt er Energie? Drahtlos? Genau DAS ist hier die Frage :) Der PC soll in einem Hermetisch geschlossen, Temperaturkonstantem Gefäß liegen weil: - Er in einer Kühlflüssigkeit schwimmen soll - Öl als Kühlflüssigkeit Kriecht gerne....und das will ich vermeiden. - Novec 7000/7100 als Kühlflüssigkeit verdampft gerne weg und diffundiert gerne selbst durch Dichtungen. - Einschränkung der Physischen Manipulierbarkeit des PCs Mal ein Beispiel: Man nehme eine 200mm Acrylglasröhre, fülle sie mit Öl oder Novec 7000/7100 und stecke einen PC hinein. Versorgung mit Strom erfolgt über "FreeCon Contactless"(Induktions Stromversorgung bis 240W) durch die Bodenplatte. Ein Laser SFP 10G/s Link erlaubt die Komunikation mit dem PC durch den Plexiglasboden. Nun....man legt Strom an...der PC fährt hoch...und das Innere des Zylinders beginnt sich zu erwärmen.... Wie bekommt man die Wärme dort hinaus ohne die Hermetische hülle des Zylinders zu zerstören?
Massive Passivkühlkörper durch einen der Deckel herausführen und um die Bohrungen abdichten vielleicht.
WildWeasel schrieb: > Wie bekommt man die Wärme dort hinaus ohne die Hermetische hülle des > Zylinders zu zerstören? Das hast du dir ja schon selber beantwortet: WildWeasel schrieb: > - Er in einer Kühlflüssigkeit schwimmen soll Müssen halt von innen Großflächig Wärmetauscher an der Glaswand befestigt werden. Energie würde ich Induktiv machen, Daten eventuell auch oder halt Funk/Wlan
Thomas F. schrieb: > Das nennt sich Glühbirne. Ist aber in dieser Leistungsklasse in EU nicht > mehr frei verkäuflich. Das sehe ich anders: http://www.ebay.de/itm/10-x-Osram-Gluhbirne-25W-40W-60W-75W-100W-E27-klar-matt-Gluhbirnen-Gluhlampen-/251229966588
WildWeasel schrieb: > Der PC soll in einem Hermetisch geschlossen, Temperaturkonstantem Gefäß > liegen weil: ... Na also, damit kann man doch deutlich eher was anfangen als mit dem Ausgangspost. WildWeasel schrieb: > Wie bekommt man die Wärme dort hinaus ohne die Hermetische hülle des > Zylinders zu zerstören? Also muss die Energie zuerst zur hermetischen Hülle, dann durch sie hindurch und aussen abgeführt werden. Sprich du brauchst: 1. einen Wärmetransport zur Hülle (Konvektion von Luft/Flüssigkeit passiv/aktiv 2. Die Hülle muss in der Lage sein genügend Wärme pro Zeit durchzulassen (Größe, Sicke, Form, spezifische Wärmeleitfähigkeit der Hülle) 3. Du musst die Wärme aussen an der Hülle abführen. (Konvektion/Kühlkörper/aktiv durch Gebläse oder Kühlelemente wie Heatpipes)
Wobei die interessante Frage ist: Wie kommt der PC in die hermetische Glaskugel?
Na wie ein Buddelschiff, der Verschluss wird dann halt verschmolzen.
JSI schrieb: > Massive Passivkühlkörper durch einen der Deckel herausführen und um die > Bohrungen abdichten vielleicht. Oder an Beiden Seiten der Röhre und sie dann quer legen :D Ich hatte auch schon überlegt....man könnte einen Metallzylinder mit Kühlrippen nehmen und an einem ende ein Sichtfenster anbringen. Jürgen D. schrieb: > Müssen halt von innen Großflächig Wärmetauscher an der Glaswand > befestigt werden. Da Glas selbst leider ein Thermischer Isolator ist dürfte sich der Effekt leider in Grenzen halten :/ Jürgen D. schrieb: > Energie würde ich Induktiv machen, Daten eventuell auch oder halt > Funk/Wlan Wlan/Funk würde ich gerne vermeiden um die Angriffsfläche für Lauschangriffe zu minimieren. Der Andere schrieb: > 2. Die Hülle muss in der Lage sein genügend Wärme pro Zeit durchzulassen > (Größe, Sicke, Form, spezifische Wärmeleitfähigkeit der Hülle) Genau da liegt leider das Problem deŕ Meißten durchsichtigen Stoffe die Als hülle infrage kommen. Glas, Acryl und Plastik haben alle einen hohen Wärmeleitwiederstand. Jürgen D. schrieb: > Na wie ein Buddelschiff, der Verschluss wird dann halt verschmolzen. Richtig, das ist der Plan :D
WildWeasel schrieb: > Da Glas selbst leider ein Thermischer Isolator ist dürfte sich der > Effekt leider in Grenzen halten Ok, ich glaube du hast noch nie eine Glühbirne herausgeschraubt die grade im betrieb war. Alles eine Frage der Oberfläche die zur Übertragung zur Verfügung steht.
WildWeasel schrieb: > Da Glas selbst leider ein Thermischer Isolator ist dürfte sich der > Effekt leider in Grenzen halten :/ naja so stark isoliert glas nicht. Warum wird wohl ein glas mit heißen Wasser außen auch Heiß? eine Kugel bietet genug Fläche, da bekommt man die Wärme auch durchs glas abgeleitet.
WildWeasel schrieb: > Da Glas selbst leider ein Thermischer Isolator ist dürfte sich der > Effekt leider in Grenzen halten :/ Nicht meinen und glauben. Recherchieren und rechnen: Glas hat eine Wärmeleitfähigkeit von Lambda = 0,76 W/(m * K) P = A lambda deltaT / d mit d = Dicke der Glasschicht in m und A = Fläche der Glasschicht in m² Umstellen und Rechnen kannst du jetzt selbst.
Die größte Frage lautet doch: WAS HAT DAS MIT MIKROCONTROLLERN ODER DIGITALTECHNIK ZU TUN? Die zweite Frage: Ist ein Mensch, der nichtmal in der Lage ist, ein Forum korrekt zu verwenden, überhaupt in der Lage so ein Gedankenexperiment vollständig zu erfassen? Ich bitte um Antworten des TO's.
Peter II: "eine Kugel bietet genug Fläche, da bekommt man die Wärme auch durchs glas abgeleitet." Eine Kugel ist derjenige Körper, der bei gegebenem Volumen die kleinste Oberfläche besitzt. So gesehen, die ungünstigste Geometrie, um Wärme nach aussen loszuwerden.
Simpel schrieb: > Peter II: > "eine Kugel bietet genug Fläche, da bekommt man die Wärme auch durchs > glas abgeleitet." > > Eine Kugel ist derjenige Körper, der bei gegebenem Volumen die kleinste > Oberfläche besitzt. So gesehen, die ungünstigste Geometrie, um Wärme > nach aussen loszuwerden. sie bietet aber mehr Fläche als ein PC innen braucht um seine Wärme loszuwerden. Ich habe nicht geschrieben, sie bietet ein Maximum an Fläche sondern genug.
Jürgen D. schrieb: > Ok, ich glaube du hast noch nie eine Glühbirne herausgeschraubt die > grade im betrieb war. Ich plane auch nicht, die Glashülle 1mm dünn zu machen.... Peter II schrieb: > naja so stark isoliert glas nicht. Warum wird wohl ein glas mit heißen > Wasser außen auch Heiß? 100ml 90C° heißem Wasser werden bei Gleicher Raumtemperatur in einem Glasgefäß mit dicken Wänden Wesentlich länger heiß bleiben als in einem Metall Gefäß. Der Andere schrieb: > Nicht meinen und glauben. Recherchieren und rechnen: > Glas hat eine Wärmeleitfähigkeit von Lambda = 0,76 W/(m * K) Das ist mehr als 400x weniger als Kupfer....und entspricht etwa der Wärmeleitfähigkeit von Kalkputz. Und ich denke....jeder der Schonmal versucht hat einen Kühlkörper aus Kalkputz zu bauen war nicht sehr erfolgreich. Aber gut, Rechnen ist hier wirklich angebracht also werd ichs mal versuchen, hier die Eckdaten für die Rechnung: Zylinderduchmesser(außen): 200mm Zylinderduchmesser(innen): 194mm Höhe: 300mm Deckeldicke: 6mm Oberfläche: 0,628m^2 Material: Acrylglas (0,19W/(m*K)) Kühlflüssigkeit: Öl (0,15W/(m*K)) Zugeführte Energie 100W Außentemperatur: 35C° Also müsste ich jetzt Hier noch den Wärmeleitwiederstand des Zylinders zu dem des Öls addieren?
WildWeasel schrieb: > Das ist mehr als 400x weniger als Kupfer.... aber nicht viel weniger als Wärmeleitpaste > Handelsübliche Wärmeleitpasten haben eine Wärmeleitfähigkeit von 0,8 W/ > (m·K)[1] bis zu Werten um 10 W/(m·K)[2]
Frager schrieb: > Die größte Frage lautet doch: WAS HAT DAS MIT MIKROCONTROLLERN ODER > DIGITALTECHNIK ZU TUN? Ich bin davon ausgegangen dort finde ich Technik Kundige nette und hilfsbereite Menschen :) Frager schrieb: > Die zweite Frage: Ist ein Mensch, der nichtmal in der Lage ist, ein > Forum korrekt zu verwenden, überhaupt in der Lage so ein > Gedankenexperiment vollständig zu erfassen? Ist ein Troll erst dann ein Troll wenn ihm jemand Antwortet? Ups....
Peter II schrieb: > aber nicht viel weniger als Wärmeleitpaste > >> Handelsübliche Wärmeleitpasten haben eine Wärmeleitfähigkeit von 0,8 W/ >> (m·K)[1] bis zu Werten um 10 W/(m·K)[2] Das mag sein, jedoch wird Wärmeleitpaste in der Regel nicht in 6mm Dicken schichten aufgebracht.
WildWeasel schrieb: > Das mag sein, jedoch wird Wärmeleitpaste in der Regel nicht in 6mm > Dicken schichten aufgebracht. dann verwende doch dünnes Glas.
Bedeutet "Hermetisch geschlossen" nur "hermetisch geschlossen", oder muß das Gefäß tatsächlich ringsum aus einer geschlossenen Glasoberfläche bestehen? Man kann durchaus Metallstrukturen in Glasgefäße dicht einschmelzen. Klassische Beispiele, passend zu deinem Anwendungsfall, Röhren von Solarkollektoren. Da führen Heatpipes die Wärme aus dem Gefäß ab. Solarkollektoren gibt es auch noch in Nur-Glasausführung. Die sind dann doppelwandig. Schau dir halt an, wie die aufgebaut sind. Oliver
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Zumindest 1 Seite des Acrylquaders würde ich durch einen Alu-Kühlkörper ersetzen. Sonst kannst du fish'n'chips in deinem Öl frittieren. :) Es geht auch nicht alleine darum, die durchschnittliche Leistung nach aussen abzuführen, sondern genug Reserven zu haben, um lokal auftretende Leistungsspitzen an einzelnem Komponenten wärmetechnisch im grünen Bereich zu halten.
WildWeasel schrieb: > Also müsste ich jetzt Hier noch den Wärmeleitwiederstand des Zylinders > zu dem des Öls addieren? weder noch, du musst erst die dicke einberechnen. Dazu kommt das das öl Zirkuliert und damit viel besser Wärme transportiert.
Simpel schrieb: > Es geht auch nicht alleine darum, die durchschnittliche Leistung nach > aussen abzuführen, sondern genug Reserven zu haben, um lokal auftretende > Leistungsspitzen an einzelnem Komponenten wärmetechnisch im grünen > Bereich zu halten. das ist wohl das kleinste Problem, so ein paar Liter öl können schon recht viel Leistung aufnehmen ohne das sich spontan die Temperatur ändert. Zur not muss außen ein Luftstrom über erzeugt werden, damit die Wärme von der Oberfläche abtransportiert wird.
H-G S. schrieb: > Vielleicht mit Peltier-Element-Kühlung, das ist elektrisch. hab ich in Erwähnung gezogen aber der schlechte Wirkungsgerad hat mich abgeschreckt. Peter II schrieb: > dann verwende doch dünnes Glas. Hättest du gerne mehre Liter Öl in deiner Wohnung rumstehen in einer 1mm dicken empfindlichen Glashülle? Oliver S. schrieb: > Bedeutet "Hermetisch geschlossen" nur "hermetisch geschlossen", oder muß > das Gefäß tatsächlich ringsum aus einer geschlossenen Glasoberfläche > bestehen? Solange es wirklich dicht ist, muss es keine ununterbrochene Glasfläche sein. Oliver S. schrieb: > Man kann durchaus Metallstrukturen in Glasgefäße dicht einschmelzen. > Klassische Beispiele, passend zu deinem Anwendungsfall, Röhren von > Solarkollektoren. Da führen Heatpipes die Wärme aus dem Gefäß ab. > > Solarkollektoren gibt es auch noch in Nur-Glasausführung. Die sind dann > doppelwandig. Schau dir halt an, wie die aufgebaut sind. Werde ich mir mal anschauen. Mal kucken was ich so finde danke. Simpel schrieb: > Es geht auch nicht alleine darum, die durchschnittliche Leistung nach > aussen abzuführen, sondern genug Reserven zu haben, um lokal auftretende > Leistungsspitzen an einzelnem Komponenten wärmetechnisch im grünen > Bereich zu halten. Da bin ich ganz deiner Meinung :) Grundsätzlich ging es mir darum ALLE Mainboardkomponenten gleichmäßig kühl und von Sauerstoff fern zu halten. In der Hoffnung einen Kapsel PC zu schaffen der hoffentlich ewig läuft. Peter II schrieb: > Dazu kommt das das öl > Zirkuliert und damit viel besser Wärme transportiert. Hmm ja über dir Zirkulation vom Öl habe ich mir auch schon gedanken gemacht. Da dies Mechanische pumpen/ventilationen benötigen würde auf die ich gern verzichenten würde. Daher dachte ich ja an Novec 7000 als Kühlmittel.... wie in diesem beispiel: https://www.youtube.com/watch?v=Z_X_hgtlJpA
WildWeasel schrieb: > In der Hoffnung einen Kapsel PC zu schaffen der hoffentlich ewig läuft. Und nach 4 Jahren lupft der erste Elko eines Schaltwandlers auf dem Mainboard den Deckel und dein ewig laufender PC ist Schrott. Dein Ansatz ist nicht zielführend.
Der Andere schrieb: > Und nach 4 Jahren lupft der erste Elko eines Schaltwandlers auf dem > Mainboard den Deckel und dein ewig laufender PC ist Schrott. > > Dein Ansatz ist nicht zielführend. Da im Gegensatz zu normaler Luftkühlung hier auch die Elkos gekühlt werden sollte ihre Lebensdauer verlängert sein. Und im zweifelsfall...alle Elkos vorher umständlich durch Keramik Kondensatorbänke austauschen.
@ Wildweasel Ich halte mal fest: 1. Es handelt sich nicht um ein Gedankenexperiment, sondern um eine konkrete Konstruktionsaufgabe. 2. Die Form soll nicht potentiell beliebig sein, in dem Sinn, dass eine bestimmte Konstruktion für jede denkbare Form anzuwenden sein soll. Vielmehr soll die Festlegung einer bestimmten Form, Teil der Konstruktionslösung sein. 3. Das Material des umschliessenden Körpers soll ein Isolator sein, transparent und inert. 4. Der Innenteil setzt eine Leistung von 100W um. 5. Die Temperatur das Glases darf ansteigen. 6. Die Energieform der Quelle ist beliebig. Die Senke benötigt elektrische Energie. Stehen mehrere Alternativen für die Quelle, den Transport und die Wandlung in elektrische Energie zur Auswahl, so ist diejenige zu wählen, deren Transport (Hinzufügung von mir) und Umwandlung in elektrische Energie am effizientesten ist. Weiter aus den nachfolgenden Beiträgen von Wildweasel 7. Die Vorrichtung im inneren soll jede Vorrichtung sein die Energie in Wärme und Ordnung umwandelt. Z.B. ein PC. 8. Die Aussentemperatur kann zwischen 18-40C° variieren. Da frage ich mich weiter: Zu 1. Worum geht es? Ein Hobbyprojekt? Ein gewerbliches? Zu 3. Warum ein Isolator? Müssen Teile der inneren Konstruktion mit unterschiedlichen Potentialen Kontakt zum Behälter haben? Warum inert? Sind Teile der inneren Konstruktion oder des umgebenden Öls reaktiv? Was ist das für ein Öl? Warum Öl? Die Forderung nach Transparenz ist mit der Inspektionsmöglichkeit begründet. Aber warum muss das Innere visuell zu beobachten sein? Was für Feststellungen könnte man oder sollte man machen können? Was wären mögliche Konsequenzen aus diesen Feststellungen? Zu 4. Mir ist da noch eine weitere Stelle aufgefallen, an der von 240W geschrieben wird. Beitrag "Re: Gedankenexperiemt Energie-Glaskugel" Was ist nun der definitive Wert? Zu 5. Wie hoch darf die Temperatur ansteigen? Die Frage nach Gradienten ist nicht beantwortet Zu 7. Was ist es nun genau? Lässt sich das aus bestimmten Gründen nicht festlegen? Was sind das für Gründe? Oder ist es nun einfach ein PC? Sollen mechanische Bewegungen stattfinden? Vibrationen? Schall? Zu 8. Ich vermute damit ist die Temperatur des Mediums gemeint, das den Behälter umgibt. Ist das richtig? Wodurch ist der Bereich begründet? Welche Prozesse transportieren Wärme von diesem Medium in die Umgebung des Systems? Was genau ist die Systemgrenze? Worin ist es eingebettet? Das Problem ist, dass hier viele Variablen offen sind. Dementsprechend umfangreich ist zunächst eine Analyse der Aufgabenstellung. Ich will hier mal noch nicht auf die bisherigen Vorschläge im Detail eingehen. Metall in Glas einschmelzen kann man als Hobbyist mehr oder weniger vergessen, denke ich, wenn es darum geht, dass das Metall durch das Glas durchgeht, das Ganze dennoch Flüssigkeits- und gasdicht sein muss. Man hat meiner Ansicht nach nur die Möglichkeit Material und Form der Hülle zu variieren und das auch nur in dem Bereich, der im Handel erhältlich und mit Hobbymitteln zu erreichen ist. (Es sei denn es geht hier um ein kommerzielles Projekt mit entsprechendem Budget). Von allen Möglichkeiten scheint mir Metall (am besten Kupfer) unter Verzicht auf die Möglichkeit der visuellen Inspektion, mit einem abgedichteten Schraubverschluss am realistischsten. Das dreht und fräst hier vielleicht gerne jemand der Dreh- und Fräsmaschine hat. Meiner Meinung nach ist das Hauptproblem im Moment, zumindest überschlägig zu kalkulieren wie viel Wärme abtransportiert wird bzw. werden kann. Daraus kann man die nötige Oberfläche ableiten und daraus, unter Annahme verschiedener einfacher Formen, das nötige Volumen. (Was wieder einzelne Wärmewiderstände beeinflusst; also iteratives Vorgehen). Wenn ich mal eine Hausnummer angeben sollte, dann würde ich mir was in der Grösse eines Fuß- oder Medizinballs vorstellen. Ich muss hier vorausschicken, dass ich in der mathematischen Beschreibung der Wärmeleitung in zusammengesetzten und räumlichen Konstruktionen nicht erfahren bin und vermutlich einige Denkfehler machen werde. In der Praxis kalkuliere ich lediglich anhand des Wärmewiderstandes bzw. der Summen die Temperatur von Bauteilen bei gegebenem Temperaturunterschied. Und so gehe ich hier mal vor und nehme dabei an, dass alle Körper (PC, 1. umgebende Flüssigkeit, Hülle, 2. Umgebende Flüssigkeit oder Gas) Kugeln oder Kugelmantel sind. Darin sind die Längen ausgehend vom Zentrum in alle Raumrichtungen gleich und die realen Körper haben eher grössere Oberflächen als sie die Kugeln bzw. Kugelmantel haben. Ich sehe folgende Wärmewiderstände: 1. Übergang vom PC vom zur umgebenden Flüssigkeit - Muss entweder gemessen oder geschätzt werden. Dabei Berücksichtigung von Hot-Spots am PC. Vermutlich gibt es aber Werte für die oben angegebene Flüssigkeit. 2. Wärmeleitung durch die den PC umgebende Flüssigkeit - Wärmeleitfähigkeit steht wohl oben 3. Übergang von der den PC umgebenden Flüssigkeit zur äusseren Hülle - vermutlich zu messen oder zu schätzen - jedenfalls meiner unbegründeten Einschätzung nach nicht zu vernachlässigen 4. Leitung innerhalb der äusseren Hülle - vermutlich für eine grobe Rechnung zu vernachlässigen, sollte man aber doch mal kurz abschätzen. Die Wärmeleitfähigkeit für Acrylglas steht oben 5. Übergang von der äusseren Hülle zur Umgebung - dafür wird es für verschiedene Materialien (wie Glas-Luft-Übergang) wohl Werte geben Diese Widerstände wären dann zu addieren. Allerdings ist zu beachten, dass der Wärmeleitwert noch durch Annahmen über die Geometrie in einen Wärmewiderstand umgerechnet werden muss. Wie geschrieben, sind Kugeln bzw. Kugelhüllen sicher ein sinnvoller erster Ansatz. Die beiden angegeben Wärmeleitwerte reichen jedenfalls nicht, denke ich. Wobei Klärung ob die äussere Umgebung oder die Hülle als innerhalb der Systemgrenze befindlich anzunehmen ist. Oder umgangssprachlich: Ob sich die Hülle einfach in der "natürlichen Umgebung" befindet.
WildWeasel schrieb: > Der PC soll in einem Hermetisch geschlossen, Temperaturkonstantem Gefäß > liegen weil: (schnipp) Also genau so ein Unsinn wie einige von Anfang an vermutet haben. Offtopic natürlich auch. Könnte ein Mod den Thread mal bitte passend verschieben? Danke.
Apropos Konvektion: Das ist, neben den Hotspots auf dem PC ein potentiell problematischer Punkt. Und leider sehr schwer abzuschätzen. Es gibt vermutlich Simulationen dafür, aber ich kenne keine kostenlose Software für so etwas. Dabei wären folgende Punkte wichtig. 1. Gibt es irgendwo Stellen, wo sich warme Flüssigkeit ansammelt? 2. Gibt es irgendwo relevante Strömungsgeschwindigkeiten (die also etwa langfristig die Hülle von Bauteilen abheben oder abtragen)?
Hosenmatz schrieb: > 1. Übergang vom PC vom zur umgebenden Flüssigkeit - Muss entweder > gemessen oder geschätzt werden. Dabei Berücksichtigung von Hot-Spots am > PC. Vermutlich gibt es aber Werte für die oben angegebene Flüssigkeit. > 2. Wärmeleitung durch die den PC umgebende Flüssigkeit - > Wärmeleitfähigkeit steht wohl oben > 3. Übergang von der den PC umgebenden Flüssigkeit zur äusseren Hülle - > vermutlich zu messen oder zu schätzen - jedenfalls meiner unbegründeten > Einschätzung nach nicht zu vernachlässigen Da die Forderung nach "sichtbar" steht, gehe ich davon aus das der PC kein Gehäuse hat. Damit fällt schon einiges weg. Denn spielt die Wärmeleitfähigkeit einer Flüssigkeit kaum eine Rolle, das zählt viel mehr die Wärmekapazität. (Wasser ist ein schlechter Wärmeleiter, es wird aber zur Kühlung eingesetzt!) weil die Flüssigkeit Zirkuliert.
also, die Energie geht da rein, wahrscheinlich induktiv. Drinnen rechnet ein PC vor sich hin. wie kommen die Daten raus? Ist ein Monitor mit in der Glaskugel? Gibt es gar eine Kabeldurchführungen? Wenn der (Glas-)Behälter gasfrei gefüllt ist, braucht er sehr, sehr dicke Wände, damit er bei Erwärmung nicht platzt. Du brauchst also eine Gasblase oder ein Ausdehnungsgefäß. Du solltest ein möglichst niederigviskoses Fluid verwenden, evtl. aktiv umgewälzt. Und die Platine liegt natürlich frei, ohne Gehäuse.
Warum muss es eigentlich hermetisch verriegelt sein? Wenn man das Gefäß einfach oben offen lassen würde, würde das einiges vereinfachen. > 2. Gibt es irgendwo relevante Strömungsgeschwindigkeiten (die also etwa > langfristig die Hülle von Bauteilen abheben oder abtragen)? Ich hab bei solchen direkt in Öl gekühlten Rechnern auch mal gelesen, dass es je nach Ölsorte passieren kann, dass das Öl langsam in die Gehäusewand von ICs eindringt und damit diese irgendwann beschädigt.
Es kann sein dass ein Peltier-Element nur die Hitze auf eine Seite schiebt, während es auf der anderen Seite kalt wird. Dann könnte man es nicht in dem gedachten abgeschlossenen Behälter benutzen.
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