X e n i a - eine neue Maschine

Bei Alu würden dir wahrscheinlich subito 90% aller potentiellen Kunden abspringen!

Tschö

 

Bleifreies Messing dann bitte

 

Nach http://de.wikipedia.org/wiki/Wärmeleitfähigkeit "Rechenbeispiel" und "Zahlenwerte" ist für den zu übertragenden Wärmestrom neben dem Material auch noch der Querschnitt des Materials maßgebend.

Bei zwei versetzt angebrachten Löchern würde nur ein Loch als Querschnittsreduzierung wirken, da der Wärmestrom zuerst um das 1. Loch und danach um das 2. Loch herum geht.

Da die Wärmebrücke aus Cu (Wärmeleitfähigkeit ca. 350 W/(m * K)) ist sollte die Brühgruppe aus Ms (120 W(m * K) sein. Bei dem Wärmeübergang von der Cu-Wärmebrücke zur Ms-Brühgruppe könnte dann die Übertragungsfläche durch die Länge der Wärmebrücken-"Zunge" eingestellt werden.

Damit könnte man auf Bohrungen oder den Schlitz vielleicht verzichten.

Und wegen der optimalen Wärmeabstrahlung sollte die Brühgruppe hochglanz verchromt sein.

 

Ich finde electricas Erklärung auch logisch und einleuchtend. Statt Loch bohren fände ich auch das seitliche Abschneiden von Streifen irgendwie besser um den Querschnitt zu reduzieren.

 

Sie hat nur den Nachteil, daß sie trotzdem sachlich falsch ist. Jede Querschnittreduktion A mit der Länge l wirkt wie ein in Reihe geschalteter Widerstand. Wenn zwei solche Reduktionen hintereinander kommen (egal, ob versetzt, oder nicht), dann ist die wirksame Länge der Querschnittreduzierung natürlich 2*l. Und damit der Widerstand doppelt so groß, als nur mit einer Bohrung.

Ich denke, daß Iskanda unsere Unterhaltung (wenn ich mich hier so outen kann ;-) )schon richtig verstanden hat

An sowas habe ich auch schon gedacht. Die Brücke in Form von einiger massiven Stäbe, die je nach Bedarf zusammengesetzt werden können. Oder vom Deckel ab ein schmalerer, durchgehender viereckiger Stiel, an den weitere Stäbe angepappt werden können.

Hat den Vorteil der leichteren Beherrschbarkeit des Wärmeüberganges an der Stirnseite zum Kessel.

Das nachträgliche Verschließen der Bohrungen (ob, glatt, ob mit Gewinde, ist zweitrangig) halte ich für problematisch. Dh. man kriegt die Löcher schon dicht, nur die Wärmeleitung wird weit vom Zustand vor der Bohrung entfernt.

Wenn die Bohrungen doch das Mittel der Wahl sein sollten, würde ich vorschlagen, die Bohrungen senkrecht von oben, dafür mit größerem Durchmesser zu setzen. Fertigungstechnisch einfacher (von oben wird ja eh schon gebohrt und man kann ja den gleichen Durchmesser und das selbe Werkzeug nehmen), als lange dünne Löcher, als Gewindebohrungen ggf. mit Madenschrauben leicht verschließbar, festigkeitsmäßig für die Brücke günstiger.

 

Soviel Querschnittreduktion mal Länge, wie notwendig. Ob die Bohrungen durchgebohrt sind oder nicht, ist nicht relevant.
Sacklöcher hätten den charmanten Vorteil, daß man sie mit geschmolzenem Metall der Wahl (Lötzinn, Zink, Blei, Wasauchimmer) nach Bedarf auffüllen könnte und so die Reduktion wieder definiert(-er) rückgängig machen könnte.

Eine flache Stirnfläche ist IMHO einfacher definiert an die wärmeabgebende Stelle anzubringen, als Stifte in Bohrungen. Der Wärmeübergang zu Nachbarstäben oder zum Hauptstiel ist nicht interessant, weil in der Richtung kein Wärmetransport stattfindet (vorausgesetzt, der Übergang an der Stirnseite war richtig ausgeführt).

Wärmebrücke massiv, ohne Bohrungen - Wärmewiderstand x.
Wärmebrücke mit freien Bohrungen - Wärmewiderstand y (größer, als x).
Wärmebrücke mit Bohrungen, die gestopft wurden - Wärmewiderstand z, irgendwo zwischen x und y.

Je nach Güte der Kontaktflächen, Leitpaste und und und liegt z näher an x. Oder eben näher an y

Jetzt gehe ich aber an die Maschine. Die beste Ehefrau von allen hat sich ein Heißgetränk gewünscht

 

Sollte jemand eine Maschine in Grundversion kaufen ohne jede Bohrung ist erst mal alles OK. Nur wenn er später auf Heizpatronen upgraden möchte - wie macht er dann die Löcher in die Wärmebrücke?

 

Wie verhält sich das mit der "Montage-Nut"? Dadurch ist der Querschnitt des Wärmeübergangs schon mal verringert.

 

Hallo Holger,

Der aktuelle Prototyp liegt gemäß Deiner Messungen schon dicht an dem gewünschten thermischen Gleichgewicht . Bei einer geänderten Materialwahl für den Deckel und die Wärmebrücke verschieben sich die Verhältnisse deutlich. Sehe ich mir die Wärmeleitwerte von Kupfer mit 240 - 380 W/(m K), Aluminium mit 236 W/(m K), Messing mit 120 W/(m K) und Edelstahl mit 15 - 42 W/(m K) an, so dürfte die aktuelle Kupferausführung schon optimal sein. Alu halte ich aus hier nicht weiter zu diskutierenden Gründen für ungeeignet. Messing oder Edelstahl dürften in Deiner Konstruktion eine zu niedrige Wärmeleitfähigkeit haben.

Das kann man pauschal nicht so sagen. Die Oberfläche ist für die abgegebene Strahlungswärme nur ein Faktor, der den thermischen Senkenwiderstand bestimmt. Bei einem gegebenen System wird sich eine bestimmte Temperatur einstellen. Ändert sich die Oberflächenbeschaffenheit, wird sich auch die Temperatur ändern. Auch ist zu unterscheiden, welche thermische Funktion die Brühgruppe bei der Brühtemperatur des Wassers erfüllt. Ist das aus dem HX kommende Wasser höher als gewünscht, muss die Brühgruppe das Wasser abkühlen und die überschüssige Wärme aufnehmen. Hierbei wäre eine bessere Wärmeabstrahlung der Brühgruppe sogar von Vorteil. Ist das Brühwasser etwas kälter als benötigt, sollte die Brühgruppe das Wasser auf die gewünschte Brühtemperatur aufheizen. Die Wassertemperatur am Ausgang des HX dürfte entscheidend vom Volumenstrom abhängen sein. Eine Optimierung wird man bei diesem komplexen System nur durch schrittweises herantasten und Messungen erreichen können
Gruß, Götz

 

Realisierungsvorschlag: Kupfer-Senkkopfschrauben, Bohrungen senkrecht von oben, durchgebohrt, angesenkt und mit Gewinde versehen.

Vorteile:
Einfache Fertigung ohne Ansprüche an Fertigungstoleranzen, trotzdem guter Wärmeübergang (solange der Senkwinkel der Schraube und der Bohrung übereinstimmt, sind leichte Maßabweichungen für den Wärmeübergang vernachlässigbar).
Gute Reproduzierbarkeit der Wärmewiderstände.
Einfache Montage und problemlose Demontage der Stopfen.
Schrauben können fertig gekauft werden (ggf. nur kürzen notwendig).

Die Einfälle kommen, wenn man an etwas ganz Anderes denkt