Ämne: skiktning i en pet-flaska

[hplp]

Man blir ju lite o-säker ibland när man läser här, stämmer inte den gamla sanningen längre.
Så jag la 3 timmar på att ta reda på det, och visst stämmer det man lärt en gång. Skiktning blir det alltid oavsett hur behållaren ser ut eller hur stor den är.
Så, en fritt hängande pet-flaska med 0,5 L , 80 °C vatten, diameter 75mm x 130mm, dragfritt och stilla. Temp mätning i 5min intervaller, dock med ir så det blev inte på tiondelen exakt, men tillräckligt för att kunna dra slutsatser.
Så här ser det ut.
Skall tilläggas att omgivande temp var 24,5 °C.

[Ewald]

Hur och var mäter du temperaturen? 

[purjo__]

Borde du inte skaffa en hobby istället 

[bopakoster]

Se där, du skulle kunna driva en lampa med den el som ett peltierelement kan ge, fast det kanske blir en del utbytesförluster på vägen från varmvattnet...

Det har han ju redan Purjo!

[hplp]

 
Tänk på det när ni vill ha en kall öl, ställ dem alltid upp och ner så får ni det kallaste när ni börjar dricka.
Observera också vid vilken temp, (fan va det här är roligt),  det skiktar bäst samt vid vilken temp värmeavgången är störst.
Peltierelement? Nu hänger jag int med?

[Ewald]

En flaska har nog lite andra dimensioner än vad t.ex. en tank med dimensionerna 3 x 2 x 2 m har

Ok, du mätte med IR termometer.

[bopakoster]

Peltierelement? Nu hänger jag int med?

Kolla GDS-Jans tråd på GDS avdelningen. Ett peltier element producerar el om det utsätts för kyla på ena sidan och värme på andra. Eller tvärtom i Jannes fall, med el skapar han temperaturskiktning

[Ewald]

Resultatet visar ju att skillnaden är ganska liten. Efter 3 timmar.

Har du en bild på flaskan och var att du mätte?

Nja, om behållaren är längre blir det bättre skiktning. En flaska med en liten diameter som är hög får bra skiktning.
När det gäller soltankar finns det ju mycket att ta hänsyn till hur man bygger en soltank för att erhålla så bra skiktning som möjligt.

[hplp]

Resultatet visar ju att skillnaden är ganska liten. Efter 3 timmar.

Har du en bild på flaskan och var att du mätte?

Nja, om behållaren är längre blir det bättre skiktning.
När det gäller soltankar finns det ju mycket att ta hänsyn till hur man bygger en soltank för att erhålla så bra skiktning som möjligt.

Nja jag tyckte det räckte gott med en 0,7 L petflaska,( som krympte av värmen), annars hade det inte blivit klart detta dygnet, om jag haft en tank på 500L altså. Mätte i botten och innan flaskan smalnar av. Bild? Har du ingen flaska du kan titta på? Petflaska för att jag ville komma ifrån trögheten en glasflaska har.
Det var ju inte det optimala jag var ute efter, självklart ska en skikttank vara hög å smal, jag ville bara visa för mig själv att skiktning sker oavsett hur tanken ser ut, exakt som man har lärt en gång i tiden.

[Ewald]

Jo, skiktningen sker, men "behållarens" geometri spelar väl en viss roll skulle jag säga.

Så om du har en tank som inte är hög ... säger vi t.ex. 1m x 1m och kanske 50 cm hög så blir det kanske mindre temperaturskillnader mellan topp och botten.

I min exempel t.ex. förutsätts att temperaturskillnader kan anses vara små.
GDS-Jan hade ett exempel där "tanken" bara var 25 cm hög och diametern var 18 cm? tror nog inte att man får mycket skiktning där. 

[Ewald]

@ hplp

GDS-Jan hade detta exempel:

Då skall jag ge ditt program en svår nöt att jobba med.

I mitt TEVP projekt är tanken 5l stor.
Efter en körning är det 73 i toppen, 65 på mitten och 24 i botten.

Visa mig vad som händer med tanken över en viss tid om man inte tillför energi och inte heller tar ut någon.

Tankens diameter var 18 cm ; höjden 25 cm.

Jag tor nog inte att man får 50 K temperaturskillnad i en sådan tank om man inte värmer uppifrån och el patronen är på.
En liten temperaturskillnad (t.ex. 3 till 4 K) får man väl ... kanske 5 K ... men det är ju en liten temperaturskillnad och då kan temperaturen väl anses mer eller mindre vara konstant i tanken ...

[hplp]

Nu är det ju inte några andra problem från andra trådar jag vill diskutera här, även om det var denna som väckte min nyfikenhet.
Och visst blir det sämre skiktning i ett grundare kärl, sen handlar det väl om vad man är ute efter, det kan ju vara så att man behöver yta i första hand och nöjer sig med mindre  .
Att jag gjorde experimentet, att jag överhuvudtaget funderade på det berodde på att jag blev osäker på hur värmeövergången skulle bete sig i ett mindre kärl. Skullen den klinga av nedåt lika mycket som ut från kärlet. Om så vore fallet skulle det kunna betyda att ingen skiktning kunde ske i ett för litet kärl. Imorgon kommer jag att besöka Kjell & Co, de har en termometer med två mätprober, har alltid velat ha en sån, nu finns det en anledning. Kanske gör jag om experimentet fast med GDS tankmått, får se om det blir tid.

[Ewald]

@ hplp

En plastflaska är ju i princip också oisolerad.

Har du en välisolerad tank tar det ju längre tid tills att värmen smiter från tanken.

Även om vatten är en fluid så har man ju också värmeledning inne i vattnet. Blir det varmare i toppen av tanken som är välisolerad får man ju samtidigt värmeledning från toppen ner till bottnet igen skulle jag säga.

Vattnets värmeledningstal är ca. 0,6 W/mK

I en VVB tar man ju vanligtvis ut vatten och kallt vatten stömmer in igen. Man tar ut vatten i toppen och det kalla vattnet tar man in i botten. Även det påverkar skiktningen ....

I mitt exempel tillför man ju inget vatten eller tar ut vatten osv.

Tror det påverkar också en del.
Som du ser blir temperaturskillnader relativ låga i PET-flaskan. Mellan 4 och 13 K. Och det trots PET-flaskans geometri.
I en sol VVB har man öftas en större temperaturskillnad mellan botten och toppen än vad du hade i flaskan.

Men ja, mindre temperaturskillnader finns det väl alltid.

Sen är ju en oisolerad tank mer komplex att räkna på.

[Ewald]

När det gäller mitt exempel med tanken tog jag ju exakt detsamma exempel som finns i min byggnadsfysik bok.

[hplp]

Just det där med värmeldningen nedåt i behållaren som ger ett sämre  tror jag förklaras av den högre temperaturen i början av experimentet. verkar som bästa skiktningen är vid 60-50  °C.
Vad isolering kan göra vet jag inte men logiskt skulle den kunna försämra skiktningen en aning, kanske.