Kühlmittel
Eine Wärmeträgerflüssigkeit ( Wärmeträgerbett ) ist eine Flüssigkeit verantwortlich Wärme zwischen mehreren Temperaturquellen für den Transport. Der Begriff „ Kühlmittel “ synonym mit „ Wärmeträger “.
Diese Flüssigkeiten werden in verwendete Wärmetauschern , beispielsweise Kühlsysteme für Wärmemotoren (wie ein Automotor), Kühlschränke, Kessel, Klimaanlagen , Solarkollektoren , Heizkörper von elektrischen Schaltungen (Fall der elektrischen Transformatoren hohe Leistung) oder elektronisch, Kohle , Kraftstoff , Gas oder nukleare thermische Kraftwerke , Abwasserwärmetauscher.
Jede Wärmeübertragungsflüssigkeit wird so gewählt , entsprechend seine physikalisch - chemischen Eigenschaften, wie Viskosität , Volumenwärmekapazität , latente Wärme der Verdampfung (oder Verflüssigung ) im Fall einer Phasenänderung, Wärmeleitfähigkeit , anti- korrosiver Eigenschaften , seine Kosten und es sollen harmlos genug für das Medium.
Bei der Auswahl der Flüssigkeiten für Maschinen, die schlechtem Wetter ausgesetzt sind, sind daher klimatische Bedingungen erforderlich. Beispielsweise dürfen in Fahrzeugen verwendete Flüssigkeiten nicht gefrieren.
In Kernkraftwerken hängt die Wahl der Flüssigkeit auch mit ihrem Verhalten gegenüber Neutronenstrahlung zusammen .
Beispiel für Kühlmittel
Industriell ist Wasser die am weitesten verbreitete Wärmeübertragungsflüssigkeit. Dies kann bei Temperaturen weit über 100 ° C (unter Druck) verwendet werden. Es ist kostengünstig, bricht nicht zusammen, hat die größte Wärmekapazität aller Körper und kostet so gut wie nichts. Es wird auch in Zentralheizungsanlagen oder zur Kühlung von Automotoren eingesetzt. Öl wird auch in elektrischen Heizgeräten verwendet, da es bei Kontakt mit dem elektrischen Widerstand keine Gefahr darstellt.
Das geschmolzene Natrium (flüssiges Metall) ist ein wirksames Kühlmittel für bestimmte Anwendungen. Es wird hauptsächlich zu diesem Zweck in Hohlventilen von Schubmotoren eingesetzt. Es wird auch in natriumgekühlten schnellen Reaktoren verwendet . Es ist jedoch eine hochreaktive Chemikalie und es besteht die Gefahr eines Natriumbrands, der besonders schwer zu löschen ist.
Vergleich von Wärmeübertragungsflüssigkeiten
Wärmevektoreigenschaften von Wärmeübertragungsflüssigkeiten
Es ist möglich, einen Vergleich im Hinblick auf die thermodynamischen Eigenschaften der Flüssigkeiten durchzuführen, der es ermöglicht, die Flüssigkeiten zu klassifizieren, die für die Kühlung eines Wärmetauschers oder eines Netzwerks wie des eines Kernreaktorkerns vorgesehen werden können.
Dieser Vergleich erfolgt mit der angegebenen Netzwerkgeometrie und den Netzwerkeinlass- / -auslasstemperaturen auf der Fluidseite und auf der Wandseite. Der Vergleich ermöglicht es, zwei Gruppen von Wärmevektoreigenschaften zu identifizieren, eine für die extrahierte Leistung und die andere für die Pumpleistung des verwendeten Fluids.
Anwendbar
Wärmeaustauschwechselbeziehung
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Wärmeleistung entnommen: proportional zu
W.{\ displaystyle {\ rm {W}}}
|
Flüssigkeitspumpleistung: proportional zu
wp{\ displaystyle w_ {p}}
|
---|
Colburn- Korrelation
|
λ3.333((μ×VSp)2.333{\ displaystyle {\ lambda ^ {3 {,} 333} \ over (\ mu \ times C_ {p}) ^ {2 {,} 333}}}
|
λ9.167×μ- -6.167×VSp- -9.167×ρ- -2{\ displaystyle \ lambda ^ {9 {,} 167} \ times \ mu ^ {- 6 {,} 167} \ times C_ {p} ^ {- 9 {,} 167} \ times \ rho ^ {- 2} }}
|
Colburn- Korrelation
|
((λμ×VSp)2.333×λ{\ displaystyle \ left ({\ lambda \ over \ mu \ times C_ {p}} \ right) ^ {2 {,} 333} \ times \ lambda}
|
((λμ×VSp)9.167×μ3ρ2{\ displaystyle \ left ({\ lambda \ over \ mu \ times C_ {p}} \ right) ^ {9 {,} 167} \ times {\ mu ^ {3} \ over \ rho ^ {2}}}
|
Korrelation Dittus-Boelter
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λ3((μ×VSp)2{\ displaystyle {\ lambda ^ {3} \ over (\ mu \ times C_ {p}) ^ {2}}}
|
λ8,25×μ- -5,25×VSp- -8,25×ρ- -2{\ displaystyle \ lambda ^ {8 {,} 25} \ times \ mu ^ {- 5 {,} 25} \ times C_ {p} ^ {- 8 {,} 25} \ times \ rho ^ {- 2} }}
|
Korrelation Dittus-Boelter
|
((λμ×VSp)2×λ{\ displaystyle \ left ({\ lambda \ over \ mu \ times C_ {p}} \ right) ^ {2} \ times \ lambda}
|
((λμ×VSp)8,25×μ3ρ2{\ displaystyle \ left ({\ lambda \ over \ mu \ times C_ {p}} \ right) ^ {8 {,} 25} \ times {\ mu ^ {3} \ over \ rho ^ {2}}}
|
Typkorrelation: NICHTu÷R.e((1- -x)×P.ry{\ displaystyle N_ {u} \ div R_ {e} ^ {(1-x)} \ times P_ {r} ^ {y}}
|
λ1- -yx((μ×VSp)x+y- -1x{\ displaystyle {\ lambda ^ {1-y \ over x} \ over (\ mu \ times C_ {p}) ^ {x + y-1 \ over x}}}
|
λ2,75×1- -yx×μ2,75×x+y- -1x+0,25×VSp2,75×y- -1x×ρ- -2{\ displaystyle \ lambda ^ {2 {,} 75 \ mal {1-y \ über x}} \ mal \ mu ^ {2 {,} 75 \ mal {x + y-1 \ über x} +0 {, } 25} \ times C_ {p} ^ {2 {,} 75 \ times {y-1 \ over x}} \ times \ rho ^ {- 2}}
|
Typkorrelation: NICHTu÷R.e((1- -x)×P.ry{\ displaystyle N_ {u} \ div R_ {e} ^ {(1-x)} \ times P_ {r} ^ {y}}
|
((λμ×VSp)x+y- -1x×λ{\ displaystyle \ left ({\ lambda \ over \ mu \ times C_ {p}} \ right) ^ {x + y-1 \ over x} \ times \ lambda}
|
((λμ×VSp)2,75×1- -yx×μ3ρ2{\ displaystyle \ left ({\ lambda \ over \ mu \ times C_ {p}} \ right) ^ {2,75 \ times {1-y \ over x}} \ times {\ mu ^ {3} \ over \ rho ^ {2}}}
|
Notationen
Physische Größe
|
Bewertung
|
Einheit
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Physische Größe
|
Bewertung
|
Einheit
|
---|
Wärmekapazität des Kältemittels
|
VSp{\ displaystyle C_ {p}}
|
J kg −1 K −1
|
Wärmekraft extrahiert
|
W.{\ displaystyle W}
|
W.
|
Wärmeleitfähigkeit des Kältemittels
|
λ{\ displaystyle \ lambda}
|
W m −1 K −1
|
Pumpkraft Kältemittel
|
wp{\ displaystyle w_ {p}}
|
W.
|
Dynamische Viskosität des Kältemittels
|
μ{\ displaystyle \ mu}
|
kg m −1 s −1
|
Dichte des Kältemittels
|
ρ{\ displaystyle \ rho}
|
kg / m 3
|
Nusselt-Nummer der Kältemittelflüssigkeit = h×D.λ{\ displaystyle {h \ times D \ over \ lambda}}
|
NICHTu{\ displaystyle N_ {u}}
|
ohne dim
|
Reynoldszahl der Kältemittelflüssigkeit = ρ×v×D.μ{\ displaystyle {\ rho \ times v \ times D \ over \ mu}}
|
R.e{\ displaystyle R_ {e}}
|
ohne dim
|
Anzahl Prandtl der Kältemittelflüssigkeit = μ×VSpλ{\ displaystyle {\ mu \ times C_ {p} \ over \ lambda}}
|
P.r{\ displaystyle P_ {r}}
|
ohne dim
|
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|
Man kann in den obigen Ausdrücken das überwiegende Gewicht der Wärmeleitfähigkeit des Fluids λ sehen, das sich unter anderem verbindet, wobei die Beobachtung darüber hinaus die Wirksamkeit der flüssigen Metalle als Wärmeübertragungsfluid machte. Darüber hinaus haben Cp und λ den gleichen Exponenten wie im Ausdruck der Nusselt-Zahl. Es ist zu beachten, dass die Dichte des Fluids nicht an dem Begriff beteiligt ist, der die Leistung angibt.
Zusätzliche Notationen
Physische Größe
|
Bewertung
|
Einheit
|
Physische Größe
|
Bewertung
|
Einheit
|
---|
Netzwerklänge
|
L.
|
m
|
Austauschkoeffizient zwischen Flüssigkeit und Netzwerkwand
|
h
|
W m −2 K −1
|
Hydraulikdurchmesser
|
D.
|
m
|
Flüssigkeitsgeschwindigkeit
|
v
|
Frau
|
Kältemittelflussabschnitt
|
s
|
m 2
|
|
|
m 3 / s
|
Hydraulischer Umfang
|
p
|
m
|
|
|
|
Oberfläche austauschen
|
S.
|
m 2
|
|
|
|
Kältemittelflussabschnitt
|
s
|
m 2
|
|
|
|
Wandtemperatur am Ausgang des Netzwerks
|
tps
|
° C.
|
|
|
|
Netzeingangswandtemperatur
|
tpe
|
° C.
|
|
|
|
Temperatur des Kältemittels am Ausgang des Netzwerks
|
Ts
|
° C.
|
|
|
|
Kältemitteltemperatur am Netzwerkeinlass
|
Sie
|
° C.
|
|
|
|
Temperaturdifferenz des Flüssigkeitseinlassauslasses
|
ΔT
|
° C.
|
|
|
|
Logarithmische Temperaturabweichung
|
ΔTln
|
° C.
|
|
|
|
Demonstration
- Der Vergleich erfolgt mit der Netzwerkgeometrie und den Netzwerkeinlass- / -auslasstemperaturen auf der Flüssigkeitsseite und auf der angegebenen Wandseite. Das Kraftstoffsystem ist ein System , „athermanen“ , die die Wandtemperatur (Mantel) aufrechterhält (die das entspricht auch 1 st Betriebsmodus ist , um einen Reaktor , deren Leistung durch die Leistung geregelt durch Wärmeübertragung Kältemittel extrahiert). Die entnommene Wärmeleistung ist je nach verwendeter Flüssigkeit variabel. Die Kerntemperatur des Kraftstoffnetzes ist je nach Leistung variabel. Dieser Ansatz ermöglicht es, die physikalischen Gleichungen stark zu vereinfachen und den Hauptteil der Vergleichsbedingungen auf die Eigenschaften des Arbeitsmediums selbst zurückzubringen.
- Wir schreiben die Gleichungen, die die thermodynamischen Größen verbinden, indem wir die invarianten Terme im Vergleich eliminieren, die sich auf die Geometrie des Netzwerks oder des Wärmetauschers und auf die Temperaturen beziehen.
- Extrahierte Leistung - Wärmeaustausch - Wandtemperatur
W.=h×S.×ΔT.ln{\ displaystyle W = h \ times S \ times \ Delta T \ ln \ qquad}ΔT.ln=((tps- -T.s)- -((tpe- -T.e)ln((((tps- -T.s)((tpe- -T.e)){\ displaystyle \ qquad \ Delta T \ ln = {(t_ {ps} -T_ {s}) - (t_ {pe} -T_ {e}) \ over \ ln \ left ({(t_ {ps} -T_) {s}) \ over (t_ {pe} -T_ {e})} \ right)}}
S und ΔTln sind daher im Vergleich unveränderlich
W.÷h{\ displaystyle W \ div h}
NICHTu=NICHTÖ×R.e((1- -x)×P.ry.{\ displaystyle N_ {u} = N_ {o} \ mal R_ {e} ^ {(1-x)} \ mal P_ {r} ^ {y} \ qquad.}Kein x und y hängen von der Korrelation ab, die im Allgemeinen verwendet wird: 0,2 ≤ x ≤ 0,3 und 0,3 ≤ y ≤ 0,4. Klassische Beispiele:
- Dittus-Boelter-Korrelation: Nein = 0,0243; x = 0,2; y = 0,4, wenn die Flüssigkeit erhitzt wird; y = 0,3 beim Abkühlen;
- Colburn-Korrelation: Nein = 0,023; x = 0,2; y = 1/3.
- h=NICHTu×λD.=NICHTÖ×R.e((1- -x)×P.ry×λD.{\ displaystyle h = {N_ {u} \ times \ lambda \ over D} = No \ times Re ^ {(1-x)} \ times P_ {r} ^ {y} \ times {\ lambda \ over D} }}
h=NICHTÖ×((ρ×v×D.μ)((1- -x)×((μ×VSpλ)y×λD..{\ displaystyle h = N_ {o} \ times \ left ({\ rho \ times v \ times D \ over \ mu} \ right) ^ {(1-x)} \ times \ left ({\ mu \ times Cp \ over \ lambda} \ right) ^ {y} \ times {\ lambda \ over D} \ qquad.}Nein und D sind im Vergleich unveränderlich
W.÷v((1- -x)×ρ((1- -x)×μ((x+y- -1)×VSpy×λ((1- -y){\ displaystyle W \ div v ^ {(1-x)} \ times \ rho ^ {(1-x)} \ times \ mu ^ {(x + y-1)} \ times Cp ^ {y} \ times \ lambda ^ {(1-y)}}
v=Q.vs=Q.m((ρ×s).{\ displaystyle v = {Q_ {v} \ over s} = {Q_ {m} \ over (\ rho \ times s)} \ qquad.}s ist im Vergleich unveränderlich
W.=Q.m×VSp×ΔT..{\ displaystyle W = Q_ {m} \ mal C_ {p} \ mal \ Delta T \ qquad.}Q.m=W.×VSp- -1×ΔT.- -1.{\ displaystyle Q_ {m} = W \ mal C_ {p} ^ {- 1} \ mal \ Delta T ^ {- 1} \ qquad.}ΔT ist im Vergleich unveränderlich
v÷W.((ρ×VSp).{\ displaystyle v \ div {W \ over (\ rho \ times Cp)} \ qquad.} daher durch Ersetzen:
W.÷((W.((ρ×VSp))((1- -x)×ρ((1- -x)×μ((x+y- -1)×VSpy×λ((1- -y){\ displaystyle W \ div \ left ({W \ over (\ rho \ times Cp)} \ right) ^ {(1-x)} \ times \ rho ^ {(1-x)} \ times \ mu ^ { (x + y-1)} \ times C_ {p} ^ {y} \ times \ lambda ^ {(1-y)}}
W.x÷μ((x+y- -1)×VSp((x+y- -1)×λ((1- -y){\ displaystyle W ^ {x} \ div \ mu ^ {(x + y-1)} \ times C_ {p} ^ {(x + y-1)} \ times \ lambda ^ {(1-y)} }}
Schließlich:
W.÷μ((x+y- -1)x×VSp((x+y- -1)x×λ((1- -y)x{\ displaystyle \ qquad W \ div \ mu ^ {(x + y-1) \ über x} \ mal C_ {p} ^ {(x + y-1) \ über x} \ mal \ lambda ^ {(1 -y) \ over x}}
Colburn-Korrelation: x = 0,2; y = 1/3:
W.÷μ- -2.333×VSp- -2.333×λ3.333÷λ3.333((μ×VSp)2.333{\ displaystyle W \ div \ mu ^ {- 2 {,} 333} \ times C_ {p} ^ {- 2 {,} 333} \ times \ lambda ^ {3 {,} 333} \ div {\ lambda ^ {3 {,} 333} \ over (\ mu \ times C_ {p}) ^ {2 {,} 333}}}
Dittus-Boelter-Korrelation: x = 0,2; y = 0,4:
W.÷μ- -2×VSp- -2×λ3÷λ3((μ×VSp)2{\ displaystyle W \ div \ mu ^ {- 2} \ times C_ {p} ^ {- 2} \ times \ lambda ^ {3} \ div {\ lambda ^ {3} \ over (\ mu \ times C_ { p}) ^ {2}}}
Das Regime ist turbulent, nur die Reibungsverluste werden berücksichtigt.
ΔP.=L.D.×0,316×R.e- -0,25×((12×ρ×v2).{\ displaystyle \ Delta P = {L \ über D} \ mal 0 {,} 316 \ mal R_ {e} ^ {- 0 {,} 25} \ mal ({1 \ über 2} \ mal \ rho \ mal v ^ {2}) \ qquad.}Blasius-
Nikuradze- Korrelation .
L und D sind im Vergleich unveränderlich.
R.e=ρ×v×D.μ÷ρ×vμ{\ displaystyle R_ {e} = {\ rho \ times v \ times D \ over \ mu} \ div {\ rho \ times v \ over \ mu}}
Pumpleistung =
wp=Q.m×ΔP.ρ÷Q.m×((ρμ)- -0,25×v1,75{\ displaystyle w_ {p} = {Q_ {m} \ times \ Delta P \ over \ rho} \ div Q_ {m} \ times \ left ({\ rho \ over \ mu} \ right) ^ {- 0 { ,} 25} \ times v ^ {1 {,} 75}}
Q.m÷W.VSp.{\ displaystyle Qm \ div {W \ über C_ {p}} \ qquad.} v÷W.((VSp×ρ){\ displaystyle v \ div {W \ over (Cp \ times \ rho)}}
wp÷W.VSp×((ρμ)0,25×((W.((VSp×ρ))1,75÷W.2,75×μ- -0,25×VSp- -2,75×ρ- -2{\ displaystyle w_ {p} \ div {W \ über C_ {p}} \ times \ left ({\ rho \ over \ mu} \ right) ^ {0 {,} 25} \ times \ left ({W \ over (Cp \ times \ rho)} \ right) ^ {1 {,} 75} \ div W ^ {2 {,} 75} \ times \ mu ^ {- 0 {,} 25} \ times C_ {p} ^ {- 2 {,} 75} \ times \ rho ^ {- 2}}
Wir haben darüber gesehen :; daher durch Ersetzen:
W.÷μx+y- -1x×VSpx+y- -1x×λ1- -yx{\ displaystyle \ qquad W \ div \ mu ^ {x + y-1 \ über x} \ mal C_ {p} ^ {x + y-1 \ über x} \ mal \ lambda ^ {1-y \ über x }}
wp÷((μx+y- -1x×VSpx+y- -1x×λ1- -yx)2,75×VSp- -2,75×μ0,25×ρ- -2{\ displaystyle w_ {p} \ div \ left (\ mu ^ {x + y-1 \ über x} \ mal C_ {p} ^ {x + y-1 \ über x} \ mal \ lambda ^ {1- y \ over x} \ right) ^ {2 {,} 75} \ times C_ {p} ^ {- 2 {,} 75} \ times \ mu ^ {0 {,} 25} \ times \ rho ^ {- 2}}
Schließlich:
wp÷μ2,75×x+y- -1x+0,25×VSp2,75×y- -1x×λ2,75×1- -yx×ρ- -2{\ displaystyle \ qquad w_ {p} \ div \ mu ^ {2 {,} 75 \ mal {x + y-1 \ über x} +0 {,} 25} \ mal C_ {p} ^ {2 {, } 75 \ mal {y-1 \ über x}} \ mal \ lambda ^ {2 {,} 75 \ mal {1-y \ über x}} \ mal \ rho ^ {- 2}}
Colburn-Korrelation: x = 0,2; y = 1/3:
wp÷λ9.167×μ- -6.167×VSp- -9.167×ρ- -2{\ displaystyle w_ {p} \ div \ lambda ^ {9 {,} 167} \ times \ mu ^ {- 6 {,} 167} \ times C_ {p} ^ {- 9 {,} 167} \ times \ rho ^ {- 2}}
Dittus-Boelter-Korrelation: x = 0,2; y = 0,4:
wp÷λ8,25×μ- -5,25×VSp- -8,25×ρ- -2{\ displaystyle wp \ div \ lambda ^ {8 {,} 25} \ times \ mu ^ {- 5 {,} 25} \ times C_ {p} ^ {- 8 {,} 25} \ times \ rho ^ { -2}}
- Die Aussteller sind hoch; Eine relativ kleine Variation der Eigenschaften des Fluids führt zu einer großen Variation der Pumpleistung. Zum Beispiel: Eine Differenz von 10% des Wertes von Cp oder von λ führt zu einer Verdoppelung oder Division der Pumpleistung durch 2.
- Die Dichte der Flüssigkeit tritt im Quadrat mit dem Nenner auf; Hier finden wir den Vorteil, die Wärmeübertragungsgase unter Druck zu setzen, um die Leistung der Gebläse oder Kompressoren zu verringern.
Ergebnis des Vergleichs von Wärmeübertragungsflüssigkeiten
Tabellen der Vergleichsergebnisse jeweils für: Gase; Wasser und organische Flüssigkeiten; und flüssige Metalle. Die Werte der extrahierten Leistung (W) und der Pumpleistung (wp) und des Verhältnisses (W / wp) werden als reduzierte Variable im Vergleich zu denen von Luft, Wasser und flüssigem Natrium ausgedrückt.
Gas
Die als Referenz genommenen Werte der trockenen Luft werden auf 1 reduziert
Abgesehen von Wasserdampf werden die Werte der Gaseigenschaften bei 25 ° C unter 1 Atmosphäre gemessen
Vergleich von Wärmeübertragungsgasen
Gas
|
λ ( W m −1 K −1 )
|
Cp ( kJ kg –1 K –1 )
|
μ ( kg m −1 s −1 )
|
ρ ( kg / m 3 )
|
W (dimensionslos)
|
wp (dimensionslos)
|
W / wp (dimensionslos)
|
---|
Wasserstoff
|
0,139 91
|
14.299
|
8,85 × 10 –6 |
0,082 40
|
3.149
|
2,711
|
1.162
|
Helium
|
0,152
|
5.1966
|
1,962 × 10 –5 |
0,1636
|
6.877
|
116,27
|
0,0592
|
Neon
|
0,0493
|
1,029 26
|
3,144 × 10 –5 |
0,824 83
|
2.346
|
22.955
|
0,1022
|
Argon
|
0,017 72
|
0,518 82
|
2,247 × 10 –5 |
1,6328
|
0,839
|
2,095
|
0,400 45
|
Sauerstoff
|
0,0266 59
|
0,9163
|
2,055 × 10 –5 |
1,3079
|
1,059
|
1.270
|
0,8345
|
Stickstoff
|
0,025 976
|
1,0407
|
1,77 × 10 –5 |
1.145
|
1,032
|
1,046
|
0,987
|
Trockene Luft
|
0,025 905
|
1.004.578
|
1,852 × 10 –5 |
1,1839
|
1
|
1
|
1
|
CO 2
|
0,016 4659
|
0,8681
|
1,505 × 10 –5 |
1,7989
|
0,503
|
0,093
|
5.408
|
Xenon
|
0,005 66
|
0,158 16
|
2,295 × 10 –5 |
5,3665
|
0,284
|
0,259
|
1,0936
|
Krypton
|
0,009 435
|
0,24686
|
2,46 × 10 –5 |
3,425 16
|
0,470
|
0,76
|
0,6157
|
Wasserdampf bei 120 ° C / 1 bar
|
0,0262
|
2.005
|
1,292 × 10 –5 |
0,5577
|
0,479
|
0,082
|
5.88
|
Wasserdampf bei 300 ° C / 10 bar
|
0,0442
|
2.145
|
2,022 × 10 –5 |
3,876
|
0,823
|
0,007
|
118.7
|
Flüssiges Wasser bei 25 ° C / 1 atm
|
0,611
|
4.199
|
89,85 × 10 –5 |
997.0
|
0,156
|
4,369 8 × 10 –10 |
3,555 × 10 8 |
Die Klassifizierung der Gase ist wie folgt:
- Für die extrahierte Leistung ist Helium das erste, das andererseits eine größere Blasleistung aufweist, weshalb es unter Druck verwendet werden muss.
- Wasserstoff kommt an zweiter Stelle (Helium und Wasserstoff werden systematisch von anderen Gasen getrennt)
- Dann das Neon
- Andere Gase, die sich in der Nähe der Luft befinden
- Wasserdampf hat ein interessantes W / Wp-Verhältnis
- Krypton und Xenon bilden das Schlusslicht
Wasser und organische Flüssigkeiten
Die Werte für das als Referenz genommene Wasser werden auf 1 reduziert
Vergleich der Kühlmittel: Wasser, Sole und organische Flüssigkeiten
Flüssigkeit
|
λ ( W m −1 K −1 )
|
Cp ( kJ kg –1 K –1 )
|
μ ( kg m −1 s −1 )
|
ρ ( kg / m 3 )
|
W (dimensionslos)
|
wp (dimensionslos)
|
W / wp (dimensionslos)
|
---|
Flüssiges Wasser bei 25 ° C / 1 atm
|
0,611
|
4.199
|
89,85 × 10 –5 |
997.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
Toluol bei 25 ° C / 1 atm
|
0,134
|
1,6938
|
0,000 526
|
869.9
|
0,1855
|
0,1367
|
1,357
|
Quecksilber bei 25 ° C / 1 atm
|
8.3
|
0,139
|
0,001 526
|
13.534
|
4,94 × 10 6 |
1,87 × 10 20 |
2,65 × 10 –14 |
Flüssige Metalle
Die als Referenz genommenen Werte für flüssiges Natrium werden auf 1 reduziert
Vergleich von Wärmeübertragungsflüssigkeitsmetallen
Flüssigkeit
|
λ ( W m −1 K −1 )
|
Cp ( kJ kg –1 K –1 )
|
μ ( kg m −1 s −1 )
|
ρ ( kg / m 3 )
|
W (dimensionslos)
|
wp (dimensionslos)
|
W / wp (dimensionslos)
|
---|
Quecksilber bei 25 ° C / 1 atm
|
8.3
|
0,139
|
0,001 526
|
13.534
|
0,017 36
|
6,12 × 10 –5 |
283.4
|
Cadmium bei 400 ° C.
|
93.5
|
0,2643
|
0,0136
|
7 932
|
0,075 34
|
0,002 9731
|
25.3
|
Blei bei 400 ° C.
|
15.9
|
0,1466
|
0,002 33
|
10,609
|
0,049 83
|
0,001 7371
|
28.660
|
Wismut bei 400 ° C.
|
7.22
|
0,1379
|
0,001 387
|
9 884
|
0,013 88
|
0,000 0619
|
|
Bi-Pb 55,5% -44,5% bei 400 ° C.
|
11.08
|
0,14175
|
0,001 8065
|
10,208.0
|
0,029 29
|
0,000 4479
|
224.14
|
Natrium bei 120 ° C.
|
83,223
|
1,5363
|
0,000 654
|
922.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
Kalium bei 120 ° C.
|
52.3
|
0,896
|
0,000 4031
|
813.2
|
2.313
|
50.4
|
0,046
|
Na-K 78% -22% bei 25 ° C.
|
23.8
|
0,8234
|
0,000 718
|
910.5
|
0,053 14
|
0,001 822
|
29.16
|
Na-K 78% -22% bei 120 ° C.
|
23.8
|
1,0372
|
0,000 494
|
845.6
|
0,074 18
|
0,002 5522
|
29.06
|
- Natrium wird nur von Kalium überschritten
- NaK fügt nicht die Vorteile von Natrium und Kalium hinzu
- Schwermetalle haben aufgrund ihrer hohen Dichte eine geringe Pumpleistung
Anmerkungen und Referenzen
-
Die Berücksichtigung einzelner Druckabfälle ändert nichts an den Schlussfolgerungen.
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