Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di blucenere » 14/03/2019, 16:42

XD casa mia ha un'umidità del 30% (quando va bene), con l'acquario aperto, non vi dico quanto devo rabboccare in 2 sett di vacanza...
(per favore, non cliccare "grazie" per un complimento :) )

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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di GiovAcquaPazza » 14/03/2019, 16:52

beato te...da me in estate è talmente umido che a volte temo che il livello dell'acqua possa salire..altro che rabbocco !! :))
Quando sei fermamente convinto di poter sopperire alla scarsa conoscenza raddoppiando lo sforzo, non c'è limite ai casini che puoi combinare.

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Tritium
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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di Tritium » 14/03/2019, 19:57

@GiovAcquaPazza Grande Giov(A)! (semicit.)

Ammetto che probabilmente non ci avrei cavato un ragno dal buco, esulando completamente dalle mie competenze (è più chimica).. probabilmente mi sarei diretto verso l'entalpia di formazione e poi... mi sarei incartato

Meno male che ci hai messo una pezza :D

Adesso, solo per rimanere coerenti ai casi analizzati, abbiamo fatto un caso 26°C ambiente, 30°C acqua
Se ho capito come gira la formula, dovrebbe essere

Xs = 0.02 (@30°C)
X = 0,0165 (@26°C)
► Mostra testo
Uso inoltre alfa = 68.7, invece che 63, usando v=2.3 m/s

GH = 68.7*0.4*(0.02-0.0165) = 0.096... Possibile?

Pensando di aver sbagliato ho usato l'equazione riportata con i tuoi dati, tipo il primo, 30-30-50, mi viene

GH = 63*0.4*(0.027-0.0165= 0.265, contro ai 0.273

Mi sono perso un coefficiente o un dato?
Soltanto... un altro... acquario... ancora... :(|)
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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di nicolatc » 14/03/2019, 22:18

Bravi ragazzi, io mi fido dei vostri calcoli e attendo le conclusioni! :D

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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di Tritium » 15/03/2019, 0:18

nicolatc ha scritto: Bravi ragazzi, io mi fido dei vostri calcoli e attendo le conclusioni! :D
8-|
Soltanto... un altro... acquario... ancora... :(|)
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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di Tritium » 15/03/2019, 1:25

Ho aggiornato tutti i casi orizzontali (pagina precedente) :-bd

Ora per i flussi verticali, la situazione è complicata (e quando mai...)
► Mostra testo
Qua il flusso è una schifezza: arriva dritto in picchiata, resta laminare quei centesimi di secondo prima di toccare la parete d'acqua per poi schiantarsi malissimo contro ad essa, in sostanza il flusso è turbolento, c'è poco da fare... prende e si mescola istantaneamente... gira, gira e rigira per la vasca fino ad uscire da un'apertura

Per le considerazioni che farò da qui in avanti, fornirò una spiegazione del tutto trascurabile.
Non voglio però fare però ragionamenti tenendovi all'oscuro, ma anzi, rendendovii partecipi, così che eventualmente possano essere sollevati dubbi e/o incongruenze che potrei aver omesso.
► Mostra testo
Capito ora che i vortici ci sono, per forza, in un moto del genere, bisogna tenerne conto, perchè il fluido rotea su se stesso.
Penserete "ma che me frega?", ma così facendo, l'aria che entra, percorre tanti "giri della morte" delle montagne russe, staziona per più tempo sopra l'acqua ed impiega più tempo ad uscire

Ipotizziamo ancora di accendere la ventola e lasciarla girare un attimo, in modo da togliere quello che si chiama il "transitorio", ovvero la fase intermedia tra quando un sistema è in quiete e quando è avviato da un po'
Le particelle si incasinano, fanno le loro cose e poi troveranno un uscita. Appena ciò avverrà, come se fossero legate da un filo magico, tutte quelle dietro rifaranno lo stesso percorso
Con la turbolenza non è proprio così... però per ricavare qualche risultato (prossimo comunque a quelli reali) dobbiamo fare delle semplificazioni, o non se ne esce più.

Quindi: l'aria va giù in picchiata, curva bruscamente a destra (trovando il muro d'acqua) e inizia a farsi i suoi giri della morte.
► Mostra testo
Facendo così percorrerà tutto l'acquario. Mettiamo dei dati e maciniamoli con qualche formula
5.jpg
le due aperture distano a 10cm dai bordi (si, il disegno non è centrato nel centro della ventola, ma chissene frega :D)
Questo vuol dire che il flusso d'aria, per uscire da foro a foro, deve percorrere 80cm (dati i 100cm iniziali della vasca)

Il fluido si infrange sul pelo d'acqua, metà va a sinistra, metà a destra. Questa nuova portata, dimezzata, è giustificata anche dal fatto che comunque il fluido non è così intelligente da trovare da solo la via d'uscita e andarsene. Si perde nell'acquario e tra i suoi giri (tipo la parte di fluido che se ne va a sinistra), si incasina. Considereremo d'ora in avanti metà portata come quella "efficace", che agisce ciòè sul raffreddamento


Ora, vediamo come idealizziamo questa rotazione
rot.jpg
Nel primo quadrato, 20cm x 20cm, percorre questa discesa e si appiccica al pelo d'acqua, va avanti, fa una giravolta, poi ne fa un'altra ecc, finchè non esce, con una salita

Fortuna ha voluto che abbia preso i quadrati da 20cm (come l'altezza tra coperchio e pelo d'acqua, dato che in 80cm ce ne stanno proprio 4:
Una discesa, due giravolte e una salita

Aggiunto dopo 28 minuti 19 secondi:
Il bello di questa semplificazione è che, un corpo che si muove su una linea, qualsiasi sia la forma della linea (trascurando attriti, gravità ecc), non varia la sua velocità. Esatto! Anche nel percorrere il giro della morte, la velocità sarà sempre quella di immisione della ventola, cioè 2,3 m/s, anche mentre è "in curva"

E questo ci toglie già parecchi problemi.

La discesa è assimilabile a mezzo perimetro di quadrato 20x20 cm, la salita fa l'altra metà: Abbiamo il perimetro di un quadrato 20cm x 20cm, ossia 0.2*4 = 0.8m
I due giri della morte sono due circonferenze di raggio 10cm, più lo spazio prossimo al pelo d'acqua, ovvero 20cm,
Il perimetro del cerchio è
X = 2*pigreco*R = 2*3.14*0.1 = 0.63 m a cui sommiamo i 20cm (0.2m) -> Tot = 0.83m


L'aria dunque prima di uscire, dovrà percorrere il quadrato e due giri della morte, ossia
0.8 + (0.83*2) = 2.46m

Vediamo bene come la nostra particella turbolenta, che se viaggasse "dritta per dritta" lungo il pelo d'acqua, percorrendo la distanza tra un foro e l'altro, dovrebbe fare solo 0.8 metri, invece si perde a cazzeggiare e ne percorre ben 2.46!

A questo punto notiamo una cosa:

L'aria lambisce il pelo d'acqua solo in certi punti, percorrendo quelli che sono 0.8m. I restani 1.66m sono lontani dall'acqua e quindi, per come abbiamo ragionato nei casi precedenti, non portano via calore
Vediamo una particella che entra, quanto tempo resta in acquario

Abbiamo detto che viaggiamo a 2,3 m/s e dobbiamo percorrere 2.46m... questo vuol dire che in 1,1 s siamo fuori dal coperchio


Riprendiamo i calcoli delle pagine precedenti, che ritornano utili

Aggiunto dopo 14 minuti 19 secondi:
Tritium ha scritto: Q = Sig * (Tp - Ta) * A * dt

Sig = sigma = conducibilità termica dell'acqua = 2.30 (circa)
Tp = temp. parete = 30°C
Ta = temp aria = 26°C
A= area di scambio = abbiamo detto 100cm di acquario, profondo 40cm = 0.4 m²
dt = tempo impiegato (ipotizziamo ogni secondo)
L'area è data dal "mezzo cilindro" di flusso che si divide come un salame e va metà a destra e metà a sinistra. A destra percorre 0.8m
Il "mezzo salame" sarà largo come il diametro della ventola, perciò l'area sarà

0.8 * 0.12 = 0.096 m²

Q = 2.30*(4°C)*0.096*1 = 0.883 J/s

Nel tempo impiegato ad uscire dal coperchio...

Q = 0.883 / 1.1 = 0.802

Aggiunto dopo 7 minuti 29 secondi:
Tritium ha scritto: Ora teoricamente, non sono tutti a contatto con l'acqua, ma gli strati sopra sono a contatto con gli strati sotto, già un po' più freddi, e così via
Per quanto è grosso il nostro cilindro d'aria, possiamo dire che quelli a contatto assorbiranno il 100% di calore, quelli più in alto un 50%.. facciamo una media del 75% per tutti

Quindi, l'altezza della ventola era sempre 12cm
Ripetiamo questo passaggio, dove però, essendo stato smezzato il flusso, avremo solo più 6cm di altezza dello stesso.
Se avevamo ipotizzato, per 12cm una media tra 100% e 50%, ora siamo alti metà, quindi sarà tra 100% e 75%, ossia una media del 87.5% perciò...

0.802*6*87.5% = 4.21 J/s

Le altre due metà di portata girano su se stesse, ma qualcosa tolgono pur sempre all'acqua.
Occupano uno spazio che è 1/5 (20cm) dell'acquario.

Non avrà lo stesso comportamento del nostro flusso che entra, gira ed esce, poichè questo rimane lì a girare... verrà un po' trascinato via, per forza di cose, dal flusso in movimento, e lui stesso contribuirà un minimo alla cattura di calore

Abbiamo detto che occupa un 20% dell'aria dell'acquario, ma non contribuisce al massimo... perciò decidiamo (arbitrariamente) che fornisca un contributo <20%... facciamo il 10%, e lo recuperiamo sul risultato totale

4.21*10% = 0.42. Che aggiungeremo al totale

Totale estratto al secondo : 4.63 J/s

Da qui in poi è tutto un ripetersi dei calcoli di prima (aggiornati nel riassunto)
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Ultima modifica di Tritium il 15/03/2019, 14:05, modificato 3 volte in totale.
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gem1978 (15/03/2019, 2:34)
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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di gem1978 » 15/03/2019, 2:37

:-s
Io mi sono perso più o meno dopo aver aperto il topic x_x
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Steinoff wrote:Lo Zen e l'arte di aspettare che il silicone asciughi...
Monica said:Lo Zen e l'arte di aspettare che l'acquario maturi...
Trotasalmonata declared:Lo Zen e l'arte di farsi i c@...
Lo Zen è ammirare l'acquario

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Azione dinamica delle ventole sulla temperatura dell'acqua

Messaggio di Tritium » 15/03/2019, 2:41

gem1978 ha scritto: :-s
Io mi sono perso più o meno dopo aver aperto il topic x_x
► Mostra testo
Sto tenendo aggiornato un riassunto messo a qualche pagina prima, facendolo in modo sintetico (di formule, solo addizioni e divisioni :D), riportando tutti i casi come mi hai chiesto

Queste pagine lunghissime sono solo per chi ha voglia di vedere come siamo arrivati a quei risultati, giusto per non tirarle fuori dal cappello senza senso

Aggiunto dopo 28 minuti 20 secondi:
Aspirazione: sarà come prima, cambia solo la velocità del flusso

Esso uscirà dall'acquario dopo ben 6 secondi...

Q = 0.883 / 6 = 0.148

0.148*6*0.875 = 0.772 J/s

Recupero il 10%

0.772*10% = 0.077

Totale estratto al secondo = 0.85 J/s
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Messaggio di Tritium » 15/03/2019, 3:19

Aggiunto dopo 8 minuti 51 secondi:
Tritium ha scritto: Riprendendo i calcoli fatti ieri (con le correzioni), abbiamo:
FInito :D

Date un'occhiata al riassuntazzo!
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Messaggio di gem1978 » 15/03/2019, 10:03

Tritium ha scritto: Sto tenendo aggiornato un riassunto messo a qualche pagina prima,
Visto ;)

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Steinoff wrote:Lo Zen e l'arte di aspettare che il silicone asciughi...
Monica said:Lo Zen e l'arte di aspettare che l'acquario maturi...
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