Wetenschap

Mohr

Routinier
Luchtmoleculen zijn ook 'vastgenageld' aan de grond, want anders zouden ze allang de ruimte in verdwijnen. Dus net zoals de aarde aan ons trekt, vallen de luchtmoleculen ook op de grond. Er ligt alleen al een hele stapel, dus het onderste gedeelte (waar wij in leven) is een stuk dichter dan hoog in de troposfeer.

Aangezien lucht heeft een (veel) lagere dichtheid heeft (i.e. massa per volume, dus hoe zwaar 1 liter van stof X is) dan wij mensen, vallen wij door de lucht. Water ook, dat valt ook naar beneden. Maar een ander gas - Helium bijvoorbeeld - heeft een lagere dichtheid dan lucht: Het stijgt. Dus ondanks het feit dat de aarde aan Helium trekt, gaat het wel omhoog omdat het de bovenste laag wil vormen.

Kort gezegd, alles valt naar beneden, maar elke stof wil wel op de juiste rangorde van dichtheid liggen. Dus de hoogste dichtheid beneden, en de laagste dichtheid boven.

Dit is de uitleg waarom er op hogere grond een lagere hoeveelheid lucht is. De echte oorzaak van luchtdruk is het feit dat deeltjes bewegen en daarmee botsen tegen elkaar en de omgeving. Elke keer dat een molecuul tegen een oppervlakte botst, oefent hij een kracht uit. Aangezien dit er zo ongelofelijk veel zijn, voelt dat als een uniforme kracht. Wanneer er meer deeltjes zijn (omdat je lager zit, of omdat je lucht ergens in perst) heb je meer botsingen, dus een hogere druk. Hetzelfde geldt voor de temperatuur: Als je moleculen opwarmt, gaan ze sneller bewegen. Dit betekent ook meer botsingen -> meer kracht op het oppervlakte -> hogere druk.
Om maar eens hierop mee te liften een iets minder wetenschappelijke vraag. stel je voor ik wil een (standaard tafelmodel) ventilator voor een buis zetten zodat er lucht door de buis "geperst" wordt. Die buis (diameter) moet zo klein mogelijk worden zodat er met bochten/ cirkels een zo groot mogelijke lengte bereikt kan worden in een standaard koelkast en er moet zoveel mogelijk lucht doorheen blijven gaan. Welke diameter buis is dan het beste?
 

CNG MrKrateos

International
Om maar eens hierop mee te liften een iets minder wetenschappelijke vraag. stel je voor ik wil een (standaard tafelmodel) ventilator voor een buis zetten zodat er lucht door de buis "geperst" wordt. Die buis (diameter) moet zo klein mogelijk worden zodat er met bochten/ cirkels een zo groot mogelijke lengte bereikt kan worden in een standaard koelkast en er moet zoveel mogelijk lucht doorheen blijven gaan. Welke diameter buis is dan het beste?
Wil je het meeste lengte? Of het meeste lucht dat er langs gaat ?
 

Relix

Aanvoerder
Om maar eens hierop mee te liften een iets minder wetenschappelijke vraag. stel je voor ik wil een (standaard tafelmodel) ventilator voor een buis zetten zodat er lucht door de buis "geperst" wordt. Die buis (diameter) moet zo klein mogelijk worden zodat er met bochten/ cirkels een zo groot mogelijke lengte bereikt kan worden in een standaard koelkast en er moet zoveel mogelijk lucht doorheen blijven gaan. Welke diameter buis is dan het beste?
Mijn eerste tegenvraag zou zijn wat je doel ermee is? De temperatuur in de koelkast gelijkmatiger verdelen? Als dat het geval is is het creeen van een werveling (rondgaande zwakke luchstroom vanaf de koelste plek) waarschijnlijk nuttiger dan buizen voor de stroom hangen?
 

Mohr

Routinier
Wil je het meeste lengte? Of het meeste lucht dat er langs gaat ?
Mijn eerste tegenvraag zou zijn wat je doel ermee is? De temperatuur in de koelkast gelijkmatiger verdelen? Als dat het geval is is het creeen van een werveling (rondgaande zwakke luchstroom vanaf de koelste plek) waarschijnlijk nuttiger dan buizen voor de stroom hangen?
Het doel is een oude koelkast of ijskast omtoveren in een airco. Gat erin maken. Koperen buis erdoorheen laten lopen. Voor en achter de buis een ventilator om de luchtstroom te maken.

De lucht in de buis wordt gekoeld door de koelkast, dus de buis moet zolang mogelijk zijn = meer oppervlakte. maar tegelijkertijd moet er voldoende lucht doorheen kunnen gaan.
 

CNG MrKrateos

International
Het doel is een oude koelkast of ijskast omtoveren in een airco. Gat erin maken. Koperen buis erdoorheen laten lopen. Voor en achter de buis een ventilator om de luchtstroom te maken.

De lucht in de buis wordt gekoeld door de koelkast, dus de buis moet zolang mogelijk zijn = meer oppervlakte. maar tegelijkertijd moet er voldoende lucht doorheen kunnen gaan.
Ik ga er morgen ff naar kijken!
 

Der Jaufe

Bondscoach
Het doel is een oude koelkast of ijskast omtoveren in een airco. Gat erin maken. Koperen buis erdoorheen laten lopen. Voor en achter de buis een ventilator om de luchtstroom te maken.

De lucht in de buis wordt gekoeld door de koelkast, dus de buis moet zolang mogelijk zijn = meer oppervlakte. maar tegelijkertijd moet er voldoende lucht doorheen kunnen gaan.
Denk dat je met een gewone huis tuin en keukenventilator dit niet gaat redden. Maar dat is meer gevoel dan wetenschap
 

-040-

Trainer Coach
Het doel is een oude koelkast of ijskast omtoveren in een airco. Gat erin maken. Koperen buis erdoorheen laten lopen. Voor en achter de buis een ventilator om de luchtstroom te maken.

De lucht in de buis wordt gekoeld door de koelkast, dus de buis moet zolang mogelijk zijn = meer oppervlakte. maar tegelijkertijd moet er voldoende lucht doorheen kunnen gaan.
Ik verwacht dat de koeling van de lucht weg te strepen is door de warmteontwikkeling (aan de buitenkant) van de koelkast door het extra koelen.
 

Relix

Aanvoerder
Ik verwacht dat de koeling van de lucht weg te strepen is door de warmteontwikkeling (aan de buitenkant) van de koelkast door het extra koelen.
Als de koelkast binnen staat en de airco diezelfde ruimte moet koelen is het niet mogelijk. Staat de koelkast buiten of aan de andere kant van n muur valt er iets te klussen natuurlijk maar heel efficient lijkt t me niet. Voor hetzelfde geld (koperen buizen kost wat) kun je waarschijnlijk makkelijker n oude airco op de kop tikken en deze inbouwen/repareren?
 

Mohr

Routinier
Ik verwacht dat de koeling van de lucht weg te strepen is door de warmteontwikkeling (aan de buitenkant) van de koelkast door het extra koelen.
Als de koelkast binnen staat en de airco diezelfde ruimte moet koelen is het niet mogelijk. Staat de koelkast buiten of aan de andere kant van n muur valt er iets te klussen natuurlijk maar heel efficient lijkt t me niet. Voor hetzelfde geld (koperen buizen kost wat) kun je waarschijnlijk makkelijker n oude airco op de kop tikken en deze inbouwen/repareren?
Ik vind een inbouw airco nog teveel impact op het huis. Het is maar voor enkele dagen in het jaar nodig. Het idee is dat ik een oude koeling/ijskast die ik normaal in mijn werkplaats zou zetten dan op het balkon zou zetten en met slangen naar de slaapkamers of woonkamer zou laten gaan. Ik zie veel mensen die een soortgelijk systeem hebben met een koelbox voor tail-gating.

De gaten voor de slangen met een plug dicht maken als ik hem gebruik als koelkast.
 

CNG MrKrateos

International
Het doel is een oude koelkast of ijskast omtoveren in een airco. Gat erin maken. Koperen buis erdoorheen laten lopen. Voor en achter de buis een ventilator om de luchtstroom te maken.

De lucht in de buis wordt gekoeld door de koelkast, dus de buis moet zolang mogelijk zijn = meer oppervlakte. maar tegelijkertijd moet er voldoende lucht doorheen kunnen gaan.
Goed. Als ik het goed begrijp, wil je een volgende setup maken:

setup.png
De blauwe box is de koelkast en de oranje pijp de koperen buis. Waarin d de diameter van de buis, Q de lucht flow en x, y, z de afmetingen van de koelkast. Ik ga overal uit van de binnen afmetingen van de koelkast, dus het is echt de ruimte die je gekoeld hebt, en niet de ruimte die je koelkast inneemt in je garage. In de koelkast wil je de buis zoveel mogelijk lengte laten afleggen, dus ziet het er ongeveer zo uit:
doorsnee.png
Met p de afstand van 1 kronkel en h grofweg de hoogte van de koelkast. De hoeveelheid kronkels die je kunt maken hangt af van de dikte van de pijp (d), de lengte van de tussenstukjes (t) en de breedte van de koelkast zelf (x). Als we zeggen dan t = d (dan maak je een aardig strakke bocht), dan komen we erop uit dat het aantal kronkels (n) is als volgt:
n = x / 4d
(Note dat b = 2*d, dus p = 4*d.)
((Note ook dat het aantal kronkels altijd een rond getal moet zijn. Je maakt geen 7.7 kronkels zeg maar))
De totale lengte (Ltot) die je hebt is dan de lengte van 1 kronkel * het aantal kronkels.
Ltot = (x/4d)*(2*h+4*d)
De hoogte h kunnen we hetzelfde nemen als de hoogte van de koelkast, dus h=z. Het volume van de buizen in de koelkast is gelijk aan de lengte * het oppervlak. Dus:
Vtot = pi*(d/2)^2*Ltot

Je kunt je voorstellen dat het volume van de buizen groter wordt met een grotere diameter, maar daardoor kun je ook minder kronkels maken.

Laten we nu de diepte van de koelkast in acht nemen. Ook hier weer, hoe dikker de buis, hoe minder kronkels je naast elkaar kan zetten. Het aantal "rijen van kronkels" naast elkaar is berekend op een vergelijkbare manier: m = y / 4d
Omdat m en n een exact getal moeten zijn (en naar beneden afgerond moeten worden), ga ik dit probleem niet analytisch maar numeriek uitrekenen. Het gevolg is de volgende plot.
1586175096118.png
De grafiek verspringt heel systematisch, maar ook dat heeft te maken met het feit dat n en m afgeronde, hele getallen zijn. Als de buis te groot wordt (>110 mm), kun je niet eens 1 kronkel maken, dus dan heb je effectief geen volume in de koelkast. Ik heb arbitraire dingen ingevuld voor de afmetingen van de koelkast, dus deze grafiek is slechts een indicatie.

Dit is alleen niet het enige interessante. We willen ook weten hoelang de lucht in de koelkast verblijft. De lucht gaat natuurlijk sneller door een smalle buis, maar een smalle buis is veel langer. De snelheid van de lucht is uit te rekenen door de totale flow door de oppervlakte van de buis te delen. (v = Q/A). Ik heb opgezocht dat een gemiddelde ventilator 100 kubieke meter lucht per minuut beweegt. De verblijftijd van de lucht in de koelkast is als volgt is berekend door de snelheid van de lucht:
1586175490607.png
Uiteraard heeft deze grafiek veel gelijkenissen met de vorige: Zowel het volume van de buizen als het aantal seconden dat de lucht in de koelkast is, is heel erg afhankelijk van de buis lengte in de koelkast.

-- In principe kunnen we al stoppen. Want in 12 seconden wordt lucht bij lange na niet koud genoeg om te kunnen koelen. Maar goed, we gaan door --

De verliezen door wrijving zijn ook interessant om te zien. Door alle wrijving ontstaat er warmte, en dat is precies niet wat we willen hebben. Dus we zoeken het scenario met de minste wrijving. Wrijving bij stromingsleer bestaat uit 2 delen: Major losses en Minor losses. De major losses zijn de verliezen doordat de lucht langs de wand van de buizen schuurt, en de Minor losses zijn de verliezen die ontstaan door extra wrijving door een specifiek onderdeel (zoals een bocht). Hoe meer kronkels, hoe meer bochten en buislengte. Dus, hoe meer wrijving. Ook de aansluiting van de ventilator op het systeem moet meegenomen worden (dat is ook een onderdeel). De verliezen bereken ik als drukverschil. Dat wil zeggen, doordat de lucht door een systeem heen gaat, verliest het interne energie (druk) en wordt dat warmte. Dus hoe minder drukverschil, hoe beter. Als ik koper als materiaal gebruik, kom is op de volgende:
1586176286371.png
En dan ff op logaritmische schaal:
1586176321923.png
Dus we zien dat het eerste scenario helemaal niet handig is.

Ik heb de koelkastmaten als 40x40x60 cm genomen. Als we even de verblijftijd in de koelkast negeren, zou ik de 50 mm diameter buis aanraden. Maar een andere koelkast heeft wellicht compleet andere resultaten, omdat je precies dan extra kronkels naast elkaar kan leggen bijvoorbeeld.

En bedankt voor deze heerlijke SOG-tijd!

(P.S. De wrijving berekeningen zijn iets moeilijker, dus die heb ik niet gespecificeerd.)
 

-040-

Trainer Coach
Goed. Als ik het goed begrijp, wil je een volgende setup maken:

Bekijk bijlage 1915
De blauwe box is de koelkast en de oranje pijp de koperen buis. Waarin d de diameter van de buis, Q de lucht flow en x, y, z de afmetingen van de koelkast. Ik ga overal uit van de binnen afmetingen van de koelkast, dus het is echt de ruimte die je gekoeld hebt, en niet de ruimte die je koelkast inneemt in je garage. In de koelkast wil je de buis zoveel mogelijk lengte laten afleggen, dus ziet het er ongeveer zo uit:
Bekijk bijlage 1916
Met p de afstand van 1 kronkel en h grofweg de hoogte van de koelkast. De hoeveelheid kronkels die je kunt maken hangt af van de dikte van de pijp (d), de lengte van de tussenstukjes (t) en de breedte van de koelkast zelf (x). Als we zeggen dan t = d (dan maak je een aardig strakke bocht), dan komen we erop uit dat het aantal kronkels (n) is als volgt:
n = x / 4d
(Note dat b = 2*d, dus p = 4*d.)
((Note ook dat het aantal kronkels altijd een rond getal moet zijn. Je maakt geen 7.7 kronkels zeg maar))
De totale lengte (Ltot) die je hebt is dan de lengte van 1 kronkel * het aantal kronkels.
Ltot = (x/4d)*(2*h+4*d)
De hoogte h kunnen we hetzelfde nemen als de hoogte van de koelkast, dus h=z. Het volume van de buizen in de koelkast is gelijk aan de lengte * het oppervlak. Dus:
Vtot = pi*(d/2)^2*Ltot

Je kunt je voorstellen dat het volume van de buizen groter wordt met een grotere diameter, maar daardoor kun je ook minder kronkels maken.

Laten we nu de diepte van de koelkast in acht nemen. Ook hier weer, hoe dikker de buis, hoe minder kronkels je naast elkaar kan zetten. Het aantal "rijen van kronkels" naast elkaar is berekend op een vergelijkbare manier: m = y / 4d
Omdat m en n een exact getal moeten zijn (en naar beneden afgerond moeten worden), ga ik dit probleem niet analytisch maar numeriek uitrekenen. Het gevolg is de volgende plot.
Bekijk bijlage 1917
De grafiek verspringt heel systematisch, maar ook dat heeft te maken met het feit dat n en m afgeronde, hele getallen zijn. Als de buis te groot wordt (>110 mm), kun je niet eens 1 kronkel maken, dus dan heb je effectief geen volume in de koelkast. Ik heb arbitraire dingen ingevuld voor de afmetingen van de koelkast, dus deze grafiek is slechts een indicatie.

Dit is alleen niet het enige interessante. We willen ook weten hoelang de lucht in de koelkast verblijft. De lucht gaat natuurlijk sneller door een smalle buis, maar een smalle buis is veel langer. De snelheid van de lucht is uit te rekenen door de totale flow door de oppervlakte van de buis te delen. (v = Q/A). Ik heb opgezocht dat een gemiddelde ventilator 100 kubieke meter lucht per minuut beweegt. De verblijftijd van de lucht in de koelkast is als volgt is berekend door de snelheid van de lucht:
Bekijk bijlage 1918
Uiteraard heeft deze grafiek veel gelijkenissen met de vorige: Zowel het volume van de buizen als het aantal seconden dat de lucht in de koelkast is, is heel erg afhankelijk van de buis lengte in de koelkast.

-- In principe kunnen we al stoppen. Want in 12 seconden wordt lucht bij lange na niet koud genoeg om te kunnen koelen. Maar goed, we gaan door --

De verliezen door wrijving zijn ook interessant om te zien. Door alle wrijving ontstaat er warmte, en dat is precies niet wat we willen hebben. Dus we zoeken het scenario met de minste wrijving. Wrijving bij stromingsleer bestaat uit 2 delen: Major losses en Minor losses. De major losses zijn de verliezen doordat de lucht langs de wand van de buizen schuurt, en de Minor losses zijn de verliezen die ontstaan door extra wrijving door een specifiek onderdeel (zoals een bocht). Hoe meer kronkels, hoe meer bochten en buislengte. Dus, hoe meer wrijving. Ook de aansluiting van de ventilator op het systeem moet meegenomen worden (dat is ook een onderdeel). De verliezen bereken ik als drukverschil. Dat wil zeggen, doordat de lucht door een systeem heen gaat, verliest het interne energie (druk) en wordt dat warmte. Dus hoe minder drukverschil, hoe beter. Als ik koper als materiaal gebruik, kom is op de volgende:
Bekijk bijlage 1919
En dan ff op logaritmische schaal:
Bekijk bijlage 1920
Dus we zien dat het eerste scenario helemaal niet handig is.

Ik heb de koelkastmaten als 40x40x60 cm genomen. Als we even de verblijftijd in de koelkast negeren, zou ik de 50 mm diameter buis aanraden. Maar een andere koelkast heeft wellicht compleet andere resultaten, omdat je precies dan extra kronkels naast elkaar kan leggen bijvoorbeeld.

En bedankt voor deze heerlijke SOG-tijd!

(P.S. De wrijving berekeningen zijn iets moeilijker, dus die heb ik niet gespecificeerd.)
👍 🙂
50 mm buis, 40 euro per meter, waarschijnlijk bochten nodig, of professioneel buiggereedschap, ventilatoren en ventilatorgeleiding...iets zegt met dat een huis-, tuin-, keukenairco de goedkopere oplossing is.
 

rico

Assistent Coach
Goed. Als ik het goed begrijp, wil je een volgende setup maken:

Bekijk bijlage 1915
De blauwe box is de koelkast en de oranje pijp de koperen buis. Waarin d de diameter van de buis, Q de lucht flow en x, y, z de afmetingen van de koelkast. Ik ga overal uit van de binnen afmetingen van de koelkast, dus het is echt de ruimte die je gekoeld hebt, en niet de ruimte die je koelkast inneemt in je garage. In de koelkast wil je de buis zoveel mogelijk lengte laten afleggen, dus ziet het er ongeveer zo uit:
Bekijk bijlage 1916
Met p de afstand van 1 kronkel en h grofweg de hoogte van de koelkast. De hoeveelheid kronkels die je kunt maken hangt af van de dikte van de pijp (d), de lengte van de tussenstukjes (t) en de breedte van de koelkast zelf (x). Als we zeggen dan t = d (dan maak je een aardig strakke bocht), dan komen we erop uit dat het aantal kronkels (n) is als volgt:
n = x / 4d
(Note dat b = 2*d, dus p = 4*d.)
((Note ook dat het aantal kronkels altijd een rond getal moet zijn. Je maakt geen 7.7 kronkels zeg maar))
De totale lengte (Ltot) die je hebt is dan de lengte van 1 kronkel * het aantal kronkels.
Ltot = (x/4d)*(2*h+4*d)
De hoogte h kunnen we hetzelfde nemen als de hoogte van de koelkast, dus h=z. Het volume van de buizen in de koelkast is gelijk aan de lengte * het oppervlak. Dus:
Vtot = pi*(d/2)^2*Ltot

Je kunt je voorstellen dat het volume van de buizen groter wordt met een grotere diameter, maar daardoor kun je ook minder kronkels maken.

Laten we nu de diepte van de koelkast in acht nemen. Ook hier weer, hoe dikker de buis, hoe minder kronkels je naast elkaar kan zetten. Het aantal "rijen van kronkels" naast elkaar is berekend op een vergelijkbare manier: m = y / 4d
Omdat m en n een exact getal moeten zijn (en naar beneden afgerond moeten worden), ga ik dit probleem niet analytisch maar numeriek uitrekenen. Het gevolg is de volgende plot.
Bekijk bijlage 1917
De grafiek verspringt heel systematisch, maar ook dat heeft te maken met het feit dat n en m afgeronde, hele getallen zijn. Als de buis te groot wordt (>110 mm), kun je niet eens 1 kronkel maken, dus dan heb je effectief geen volume in de koelkast. Ik heb arbitraire dingen ingevuld voor de afmetingen van de koelkast, dus deze grafiek is slechts een indicatie.

Dit is alleen niet het enige interessante. We willen ook weten hoelang de lucht in de koelkast verblijft. De lucht gaat natuurlijk sneller door een smalle buis, maar een smalle buis is veel langer. De snelheid van de lucht is uit te rekenen door de totale flow door de oppervlakte van de buis te delen. (v = Q/A). Ik heb opgezocht dat een gemiddelde ventilator 100 kubieke meter lucht per minuut beweegt. De verblijftijd van de lucht in de koelkast is als volgt is berekend door de snelheid van de lucht:
Bekijk bijlage 1918
Uiteraard heeft deze grafiek veel gelijkenissen met de vorige: Zowel het volume van de buizen als het aantal seconden dat de lucht in de koelkast is, is heel erg afhankelijk van de buis lengte in de koelkast.

-- In principe kunnen we al stoppen. Want in 12 seconden wordt lucht bij lange na niet koud genoeg om te kunnen koelen. Maar goed, we gaan door --

De verliezen door wrijving zijn ook interessant om te zien. Door alle wrijving ontstaat er warmte, en dat is precies niet wat we willen hebben. Dus we zoeken het scenario met de minste wrijving. Wrijving bij stromingsleer bestaat uit 2 delen: Major losses en Minor losses. De major losses zijn de verliezen doordat de lucht langs de wand van de buizen schuurt, en de Minor losses zijn de verliezen die ontstaan door extra wrijving door een specifiek onderdeel (zoals een bocht). Hoe meer kronkels, hoe meer bochten en buislengte. Dus, hoe meer wrijving. Ook de aansluiting van de ventilator op het systeem moet meegenomen worden (dat is ook een onderdeel). De verliezen bereken ik als drukverschil. Dat wil zeggen, doordat de lucht door een systeem heen gaat, verliest het interne energie (druk) en wordt dat warmte. Dus hoe minder drukverschil, hoe beter. Als ik koper als materiaal gebruik, kom is op de volgende:
Bekijk bijlage 1919
En dan ff op logaritmische schaal:
Bekijk bijlage 1920
Dus we zien dat het eerste scenario helemaal niet handig is.

Ik heb de koelkastmaten als 40x40x60 cm genomen. Als we even de verblijftijd in de koelkast negeren, zou ik de 50 mm diameter buis aanraden. Maar een andere koelkast heeft wellicht compleet andere resultaten, omdat je precies dan extra kronkels naast elkaar kan leggen bijvoorbeeld.

En bedankt voor deze heerlijke SOG-tijd!

(P.S. De wrijving berekeningen zijn iets moeilijker, dus die heb ik niet gespecificeerd.)
:clap2::clap2::clap2:
 

Vedette

Arthur Shelby Jr.
Goed. Als ik het goed begrijp, wil je een volgende setup maken:

Bekijk bijlage 1915
De blauwe box is de koelkast en de oranje pijp de koperen buis. Waarin d de diameter van de buis, Q de lucht flow en x, y, z de afmetingen van de koelkast. Ik ga overal uit van de binnen afmetingen van de koelkast, dus het is echt de ruimte die je gekoeld hebt, en niet de ruimte die je koelkast inneemt in je garage. In de koelkast wil je de buis zoveel mogelijk lengte laten afleggen, dus ziet het er ongeveer zo uit:
Bekijk bijlage 1916
Met p de afstand van 1 kronkel en h grofweg de hoogte van de koelkast. De hoeveelheid kronkels die je kunt maken hangt af van de dikte van de pijp (d), de lengte van de tussenstukjes (t) en de breedte van de koelkast zelf (x). Als we zeggen dan t = d (dan maak je een aardig strakke bocht), dan komen we erop uit dat het aantal kronkels (n) is als volgt:
n = x / 4d
(Note dat b = 2*d, dus p = 4*d.)
((Note ook dat het aantal kronkels altijd een rond getal moet zijn. Je maakt geen 7.7 kronkels zeg maar))
De totale lengte (Ltot) die je hebt is dan de lengte van 1 kronkel * het aantal kronkels.
Ltot = (x/4d)*(2*h+4*d)
De hoogte h kunnen we hetzelfde nemen als de hoogte van de koelkast, dus h=z. Het volume van de buizen in de koelkast is gelijk aan de lengte * het oppervlak. Dus:
Vtot = pi*(d/2)^2*Ltot

Je kunt je voorstellen dat het volume van de buizen groter wordt met een grotere diameter, maar daardoor kun je ook minder kronkels maken.

Laten we nu de diepte van de koelkast in acht nemen. Ook hier weer, hoe dikker de buis, hoe minder kronkels je naast elkaar kan zetten. Het aantal "rijen van kronkels" naast elkaar is berekend op een vergelijkbare manier: m = y / 4d
Omdat m en n een exact getal moeten zijn (en naar beneden afgerond moeten worden), ga ik dit probleem niet analytisch maar numeriek uitrekenen. Het gevolg is de volgende plot.
Bekijk bijlage 1917
De grafiek verspringt heel systematisch, maar ook dat heeft te maken met het feit dat n en m afgeronde, hele getallen zijn. Als de buis te groot wordt (>110 mm), kun je niet eens 1 kronkel maken, dus dan heb je effectief geen volume in de koelkast. Ik heb arbitraire dingen ingevuld voor de afmetingen van de koelkast, dus deze grafiek is slechts een indicatie.

Dit is alleen niet het enige interessante. We willen ook weten hoelang de lucht in de koelkast verblijft. De lucht gaat natuurlijk sneller door een smalle buis, maar een smalle buis is veel langer. De snelheid van de lucht is uit te rekenen door de totale flow door de oppervlakte van de buis te delen. (v = Q/A). Ik heb opgezocht dat een gemiddelde ventilator 100 kubieke meter lucht per minuut beweegt. De verblijftijd van de lucht in de koelkast is als volgt is berekend door de snelheid van de lucht:
Bekijk bijlage 1918
Uiteraard heeft deze grafiek veel gelijkenissen met de vorige: Zowel het volume van de buizen als het aantal seconden dat de lucht in de koelkast is, is heel erg afhankelijk van de buis lengte in de koelkast.

-- In principe kunnen we al stoppen. Want in 12 seconden wordt lucht bij lange na niet koud genoeg om te kunnen koelen. Maar goed, we gaan door --

De verliezen door wrijving zijn ook interessant om te zien. Door alle wrijving ontstaat er warmte, en dat is precies niet wat we willen hebben. Dus we zoeken het scenario met de minste wrijving. Wrijving bij stromingsleer bestaat uit 2 delen: Major losses en Minor losses. De major losses zijn de verliezen doordat de lucht langs de wand van de buizen schuurt, en de Minor losses zijn de verliezen die ontstaan door extra wrijving door een specifiek onderdeel (zoals een bocht). Hoe meer kronkels, hoe meer bochten en buislengte. Dus, hoe meer wrijving. Ook de aansluiting van de ventilator op het systeem moet meegenomen worden (dat is ook een onderdeel). De verliezen bereken ik als drukverschil. Dat wil zeggen, doordat de lucht door een systeem heen gaat, verliest het interne energie (druk) en wordt dat warmte. Dus hoe minder drukverschil, hoe beter. Als ik koper als materiaal gebruik, kom is op de volgende:
Bekijk bijlage 1919
En dan ff op logaritmische schaal:
Bekijk bijlage 1920
Dus we zien dat het eerste scenario helemaal niet handig is.

Ik heb de koelkastmaten als 40x40x60 cm genomen. Als we even de verblijftijd in de koelkast negeren, zou ik de 50 mm diameter buis aanraden. Maar een andere koelkast heeft wellicht compleet andere resultaten, omdat je precies dan extra kronkels naast elkaar kan leggen bijvoorbeeld.

En bedankt voor deze heerlijke SOG-tijd!

(P.S. De wrijving berekeningen zijn iets moeilijker, dus die heb ik niet gespecificeerd.)
Soms zijn er van die momenten dat ik me dom voel. Dit is er eentje.

Lekker bezig, kerel. :geek:
 
Bovenaan Onderaan