Wärmeentwicklung 100W Strahler und Kühlung

lugi · Anmeldungsdatum: 28.03.2008 Beiträge: 2

Hallo Forum

ich designe gerade eine Lampe und dabei gibt es ein paar offene Fragen, welche ihr mir hoffentlich beantworten könnt. Zur Vereinfachung habe ich zwei schematische Darstellungen beigefügt.

Zur Idee: Es soll ein 100W/230V Halogenstrahler (d= 50mm) in einem doppelwandigen (warum? - s. Anordnung der Lüftungsschlitze) zylindrischen Alugehäuse eine Acrylplatte beleuchten. Die Aluzylinder haben ein Dicke von 1mm, wobei der Innere einen Durchmesser von 80mm und eine noch unbekannte (-> Distanz Strahler zu Acryl) Höhe hat. Der Deckel und die Seiten des Gehäuses hätten Lüftungsschlitze. Da aber kein Licht aus dem Gehäuse kommen soll, sind die Lüftungsschlitze zu einander versetzt, s. Skizze.

Nun stelle ich mir vor, dass bei Var.1 die Abfuhr der Wärme kein Problem darstellt, da diese v.a. durch den Deckel entweichen kann. Wie verhält es sich aber bei Var. 2, wo sich die Wärme Richtung Acryl (max Dauertemperatur 70°C) bewegt???

Gibt es da Formeln zur Berechnung der entstehenden Wärme, der Kühlkapazität von o.g. Lüftungsschlitzen und dazu nötigen Dimensionen, dem Verhalten des Luftstroms (Durchzug) unter Einbezug der Raumtemperatur?? Ich habe schon so gut wie möglich rumgeforscht und bin leider nirgends fündig geworden. Vielleicht kennt sich von euch jemand aus?

Vielen Dank im Voraus!!!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Zur Aufnahme und Abgabe von Wärmeenergie durch Strahlung kenne ich das Stefan-Boltzmann-Gesetz.

http://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz

Für den Wärmetransport innerhalb der Wände und den Wärmeübergang von Material zu Luft dürftest du passende Wärmedurchgangskoeffizienten bzw. Wärmeübergangskoeffizienten brauchen.

Wie groß Wärmeübergangskoeffizienten von Material zu Luft für bestimmte Geometrien sind, und wie stark die Luftkonvektion ist, die diesen Wärmeübergang unterstützt, dürfte sich wohl am besten durch experimentelles Ausprobieren oder vielleicht durch Simulieren am Computer ermitteln lassen. Ich vermute, dass es für so etwas auch schon Erfahrungswerte und/oder vereinfachte "Ingenieursformeln" geben könnte, die könnte man vielleicht mal in entsprechenden Büchern über Wärmeleitung, ... z.B. in Unibibliotheken (oder vielleicht im "Kollegenkreis der Lampendesigner" ?) suchen und finden.

lugi · Anmeldungsdatum: 28.03.2008 Beiträge: 2

Danke für die rasche Antwort.

Ich baue heute ein Modell und messe die entstehenden Temperaturen aus - wollte mit meiner Frage herausfinden ob es auch einen rechnerischen Weg geben könnte.

Vielen Dank nochmals Tanzen