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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 16:25 
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Das leuchtet mir absolut ein - ich habe auch überhaupt keine hohen Anforderungen in die Meßgenauigkeit bei der Temperatur.
Es sollte nur solider sein, als die Finger-Verbrennmethode :-)

Mein Edit oben hat sich etwas mit Deiner Antwort überschnitten...;-) (Thema Konvektion und Wärmestrahlung bei KK)


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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 16:30 
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Ihr wisst aber schon, dass die Wärmestrahlung (proportional zu T^4) im Vergleich mit der Wärmeströmung bei KK nur einen verschwindend geringen Anteil ausmacht.

Laut Stefan-Boltzmann-Gesetz beträgt die durch Wärmestrahlung pro cm² abgegebene Leistung nur rund 0.06 Watt (bei einer KK-Temperatur von 320 Kelvin, also rund 50°C). Und das wohlgemerkt für einen schwarzen Strahler... Bei einem Emissionsgrad von 0.1 sind es dann nur 10%...


Zuletzt geändert von stoppi am Mi 29. Nov 2017, 09:11, insgesamt 1-mal geändert.

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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 16:41 
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Yep, die Pyrometrie kennt diese Zusammenhänge ;-)

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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 16:44 
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Das ist interessant, stoppi, wußte ich nicht!
Ab wann etwa überwiegt denn die Abstrahlung die Konvektion? - das wäre ein interessanter Wert.
Denn wenn die Abstrahlung mit der 4.Potenz der Temperatur steigt, dann würde diese ja ab einem best. Schwellwert sehr schnell ansteigen.
Und wie hängt die Konvektion mit der Temperatur zusammen?

Ihr seht, ich habe da gar keine Ahnung... :oops:


Zuletzt geändert von Multi-kv am Di 28. Nov 2017, 16:54, insgesamt 1-mal geändert.

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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 16:53 
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Zitat:
Denn wenn die Abstrahlung mit der 4.Potenz der Temperatur steigt, dann würde diese ja aber einem best. Schwellwert sehr schnell ansteigen.

Ja, das ist auch tatsächlich der Fall, Multi-kv. interessant auch, wie sich die Wellenlängen der abgestrahlten Leistung verschieben, je heisser der Körper wird, desto mehr Richtung weisses Licht und dann UV.

Es ist schon erstaunlich, was unser Hochtemperaturscharzstrahler abstrahlt, wenn dessen Oberfläche auf 500°C liegt. Das spürt man schon in 1 bis 2 Metern Abstand deutlich mit dem Handrücken.

Gruss kilovolt

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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 17:00 
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Habe gerade mal ein bischen rescherchiert: die (natürliche) Konvektion zu berechnen ist wohl ausgesprochen schwierig und hängt von sehr vielen Faktoren ab:
Geometrie des KK, Oberlfächenbeschaffenheit, Umgebungsluft und deren Bewegung / Turbulenzen.

Wie würdet ihr das Verhältnis von Konvektion zu Strahlung bei einer typischen KK-Anwendung sehen?
Wenn 90% oder noch deutlich mehr von der Konvektion bestritten werden, dann lohnt sich wohl eine schwarz Lackierung nicht?
Denn die schwarze matte Oberfläche hilft nur bei der Strahlung, nicht bei der Konvektion, richtig?

Das würde auch erklären, weshalb man in der Praxis doch immer wieder auf metallisch blanke KK trifft (was ja kaum Sinn machen würde, wenn diese nur 10% der Wärmeabfuhrleistung schwarzer KK hätten).


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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 17:21 
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Multi-kv

da hab ich Dich wohl falsch verstanden. mir ging es bei unseren Betrachtungen immer nur um die Messung der Temperatur, nie um die Wärmeabgabe durch Strahlung. Dies dürfte bei solch tiefen Temperaturen in der Tat wirklich kaum ins Gewicht fallen.

Für die Kühung per Konvektion ist ein Kühlkörper gut, der eine grosse Oberfläche hat in Form von vielen kleinen Rippen.

Beste Grüsse
kilovolt

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BeitragVerfasst: Di 28. Nov 2017, 19:59 
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Naja, ich streue immer so wild meine Gedanken ein dir mir da durch den Kopf gehen ;-)

Weißt Du zufällig ab welcher Temperatur etwa die Wärmeabstrahlung über die Konvektion siegt - also ab welcher Temperatur die Farbe und Oberfläche eine Rolle spielt?

Die KK in den Power-SNTs sind alle aus blankem Alu, aber die werden ja auch zwangsgekühlt, also wohl 99,9% Konvektion...


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BeitragVerfasst: Mi 29. Nov 2017, 08:31 
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Zitat:
Weißt Du zufällig ab welcher Temperatur etwa die Wärmeabstrahlung über die Konvektion siegt - also ab welcher Temperatur die Farbe und Oberfläche eine Rolle spielt?

Ehrlich gesagt, damit habe ich mich noch nie befasst. Vermutlich passiert das nicht bei den Temperaturen, die Halbleiter maximal aushalten, sondern erst deutlich höher, denn rein gefühlsmässig kann man schon sagen, dass selbst bei 100°C man kaum was von der abgestrahlten Wärme spürt in einigen cm Abstand. Da müsste man wahrscheinlich schon in andere Grössenordnungen vordringen.

Beste Grüsse
kilovolt

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BeitragVerfasst: Mi 29. Nov 2017, 09:29 
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Danke kilovolt für Deine Einschätzung.
Das sehe ich ähnlich, schätze dass das so ab 200+ Grad C anfängt, evtl. erst noch höher.
So ein gußeiserner Kaminofen kann sich an der Oberfläche wohl auf 200 - 300 Grad aufheizen, der strahlt dann auch deutlich in den Raum.
Könnte aber nicht ohne weiteres sagen ob da eher die Konvektion oder Strahlung dominiert.


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BeitragVerfasst: Fr 8. Dez 2017, 09:55 
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@Multi-kv
Die Farbe von deinem Kühlkörper macht genau garkeinen unterschied.
Die Farbe sagt ja nur welche Wellenlängen abosrbiert werden und welche reflektiert. Sogesehen wäre ein glänzender KK theoretisch am besten. Für das Abstrahvermögen ist aber die Farbe egal. Da Agiert der KK theoretisch ja als Lampe und strahlt genau in der Wellenlänge ab wie warm er ist.

Die KK sind nur deswegen Schwarz eloxiert, damit die Oberfläche Widerstandsfähiger wird und nicht korrodiert.

EDIT: Thema Wärmebildkamera.
Ich habe mir von Flir eine Wärmebildkamera für das Handy geholt und bereue dies keine Sekunde. Die informationen die du damit erhälst sind so viel leichter interpretierbar und brigen dir so ein viel besseres verständis wo die Wärme entsteht etc. Ich kann heute abend mal Bilder dazu machen.
Die Genauigkeit ist auch be günstigen vollkommen ausreichend. Denn wen interessiert im Hobby Bereich ob die schaltung 60C oder 61C warm ist. Das wichtige ist eher sie ist nicht 80C warm.
Und selbst die günstigste Kamera von denen zeigt dir Tmperaturunterschiede die du mit dem Infrarotthermomenter nicht bemerkst bzw. Nicht fühlen kannst.
Ich konnte mit der Kamera die Holzbalken in der Wand unseres altbaus sehen weil diese kälter als der rest der wand waren. Und das fas ich schon enorm... und sowas kannst du nie mit einem Infrarotthermometer herausfinden.


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BeitragVerfasst: Fr 8. Dez 2017, 10:01 
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Das stimmt so überhaupt nicht millivolt... Natürlich hat die Farbe einen Einfluss auf die Wärmeabstrahlung, denn laut Kirchhoffsches strahlungsgesetz ist absorptionskoeffizient gleich dem emissionskoeffizient. Demnach absorbiert eine glänzende Oberfläche weniger, sie emittiert aber auch weniger. Bei schwarz ist dies genau anders. Schau dir einmal den leslie-würfel dazu an ;)


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BeitragVerfasst: Fr 8. Dez 2017, 10:08 
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stoppi hat geschrieben:
Das stimmt so überhaupt nicht millivolt... Natürlich hat die Farbe einen Einfluss auf die Wärmeabstrahlung, denn laut Kirchhoffsches strahlungsgesetz ist absorptionskoeffizient gleich dem emissionskoeffizient. Demnach absorbiert eine glänzende Oberfläche weniger, sie emittiert aber auch weniger. Bei schwarz ist dies genau anders. Schau dir einmal den leslie-würfel dazu an ;)


Zitat von Wikipedia zum Leslie Würfel:
Zitat:
Mit dem Leslie-Würfel kann gezeigt werden, dass raue Körper mehr Strahlungsenergie abgeben als glatte, wenn die Umgebungstemperatur geringer ist, als die des Körpers. Vor allem aber auch, dass die Farbe des Würfels bei der Wärmeemittierung keine Rolle spielt und dass verspiegelte Oberflächen am wenigsten Energie abgeben.

Die Farbe spielt also keine Rolle. Aber die Oberflächenbeschaffenheit. Oder habe ich dort etwas falsch verstanden?

EDIT:
Ich verstehe Glänzend war nicht ganz richtig ausgedrückt. Mein Fehler.
Aber ich meinte damit eine Helle Oberfläche also dann weiß Rau wäre das beste.
Glänzend ist ja poliert und damit schlecht.

Gruß


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BeitragVerfasst: Fr 8. Dez 2017, 10:30 
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Die Farbe spielt beim leslie-würfel eigenartigerweise keine Rolle, weil für das emittierte infrarot (bei 100 Grad Celsius liegt das strahlungsmaximum bei 10 micrometer) die Farben weiß und schwarz den selben absorptionskoeffizienten (= emissionskoeffizient) besitzen. Würde die Temperatur des KK aber deutlich höher sein und somit das strahlungsmaximum mehr in den sichtbaren Bereich rücken, so würde die schwarz angestrichen seite deutlich mehr wärmestrahlung emittieren als die weiße...


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BeitragVerfasst: Fr 8. Dez 2017, 11:42 
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Die spannende Frage ist: ab welcher Temperatur macht sich die Wärmeabstrahlung eines schwarzen KK gegenüber einem weißen (oder silbrigen / Alu) signifikant bemerkbar?
Da die meisten Halbleiter kaum mehr als max. 150 Grad C aushalten, liegt der typische Temperaturbereich zwischen ca. 50 und 130 Grad C - wieviel macht da die Farbe und Oberflächenbeschaffenheit des KK aus?


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