Gefrierzeit?

Weiß jemand, wie man ausrechnen kann, wie lange es dauert bis in einem zylindrischen Behälter alles Wasser gefroren ist.

Abmaße der Behälters sind bekannt.

Anfangstemperatur des Wassers und die Außentemperatur sind auch bekannt.

@MatMax, und der Luftdruck müßte auch noch bekannt sein.

Hanz.

Der ist normal. Sagen wir einfacherweise 1000 hPa.

Hi

Also erst mal müsste man ja ausrechnen, wie viel Wasser drin ist.

Nehmen wir mal an:



h = 100m --------------Höhe
d = 33 mm -------------- Durchmesser


V = pi*d²/4*h ---------------Volumen
m= pi*d²/4*h/1000000 ---------------- Masse

Mun müßten wir wissen, wie viel Wärmemenge benötigt ist..

t1 = 12° -------------- Wassertemperatur vorher
t2 = 0° -------------Wassertemperatur soll


Q = c * m * (t1-t2) ------------ Q = Wärmemenge


c = 2,3 ---------- spez.Wärmekapazität - ist aber die von Eis, da ich die von Wasser nicht habe....


Q = c * pi*d²/4*h/1000000 * (t1-t2)

Nun hat das Wasser null grad, ist aber noch flüssig, wir müssen noch die Schmelzwärme mit einbringen...

Q = q * m

q = 332 ----------spezifische Schmelzwärem

// Was beim Schmelzen verbraucht wird, wird auch beim Einfrieren gebraucht...

Dann setzen wir die Beiden formeln zusammen:

Q = pi*d²/4*h/1000000 * ( c * (t1-t2) + q )

Q = pi *d²*h * (c* (t1-t2) + q) / 4000000

Nun wissen wir, wiviel Joul (nicht Kilojoul) gebraucht werden, um das Wasser zum gefrieren zu bringen.
Wenn Du das ergebnis in kWh haben möchtest, zeile es durch 3600000.

Allerdings kann ich Dir nun nicht sagen, wie lange es dauert, bis die erreicht sind. Das kommt nun auch wieder auf den Behälter drauf an. Wie start der Isoliert. Aber vielleicht kann ja jemand damit was anfangen und weiter rechnen...

mfg
DennisB

Hi, ich glaube ehrlich gesagt nicht, daß man die Gefrierdauer von Wasser errechnen kann, da die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Wasser doch sehr stark Temperaturabhängig sind, und sich auch nur über bestimmte Temperaturabschnitte linear verhalten. Falls es doch jemand versuchen will, entscheidend ist auch,ob es ein geschlossener Zylinder mit 100% Wasser Inhalt oder vielleicht ein Zylinder der noch zusätzlich Luft enthält oder aber ein offener Behälter ist, in dem letzten Fall käme dann noch Verdunstungsverlust hinzu.

Hanz.

PS:MatMax, wie hoch soll denn die max. Temperatur des Wassers sein(auch über 100°C)?

Also das Wasser sollte so Normaltemperatur haben zu Beginn (um die 15°C). (PS: Ich weiß, daß es mit warmem Wasser schneller geht, aber im Bottich ist dann aber auch weniger Eis. Das bringts dann auch nicht)

Daß man das schlecht ausrechnen kann, ist mir klar. Aber vielleicht gibt es irgendwelche Faustformeln / Tabellenwerke wo man das ungefähr abschätzen kann.

Also ich habe die Lösung auch nicht.

Ich soll nur die Gefrierzeit ausrechnen, damit im Vorfeld die Anmietdauer für ein Kühlraum bekannt ist und dachte, daß hier vielleicht jemand eine Idee hat.

Stell doch mal nen "Zylindrischen Behälter" sprich Rührbecher voll Wasser in die Gefriertruhe und guck wie lange es dauer, bis das gefrohren ist.

Bei meinem gefrieschrank ist cal 1/2 Liter Wasser direkt auf den Kühlrippen in ca 1 bis 2 Stunden gefroren, nicht auf den Kühlrippen ca 12 Stunden.


mfg

DennisB