Zylinder mit Auspufflack schwarz lackieren

[unihome]

hatte mal die Mär vernommen, man könne die thermische Belastung eines Zylinders senken, wenn mann ihn mit Auspufflack schwarz lakiere.

klingt für mich spanisch aber da ich eine 207 Polini fahre bin ich für jedes Grad weniger dankbar.

Wie sind Eure Erfahrungen.

Hat jemand einen theoretischen Ansatz wie das funzen soll.

Persönlich würde ich denken das genau das Gegenteil geschieht wenn mann da noch eine "isolier"-schicht draufzieht.

Gruß

unihome

[crisu]

mir hat auch schon wer erzählt das des lackieren eines zylinders was bringen soll, aber da bin ich deiner meinung!

ich denke auch das das so ne isolierschicht dann is, aber vielleicht kann uns ja irgendwer das besser erklären, ich werds nicht machen

[bork]

physikalisch:

Die Emission eines schwarzen Strahlers (das ist ein Körper, der Strahlung aller Wellenlängen vollständig absorbiert) wird durch die Plancksche Strahlungsformel [ http://www.isd.uni-stuttgart.de/~busc... ] beschrieben. Das Emissionspektrum eines realen Strahlers erhält man nach dem Kirschhoffschen Gesetz, indem man sein Schwarzstrahlerspektrum mit seinem Absorptionsspektrum multipliziert. Daraus folgt, daß ein schwarzer Körper bei gleicher Temperatur mehr Wärme abstrahlt, als ein weißer.

praktisch:

mehrere Grad temperaturabsenkung möglich.

[Bertl]

Die schwarze Farbe sorgt dafür, dass die Wärme besser abgestrahlt werden kann. Die Wärmestrahlen heizen dann die Zylinderabdeckung auf, die vom Luftstrom gekühlt wird.

Die Theorie ist soweit schon richtig. Das die Farbe eine Isolieschicht bildet und so die Sache unbrauchbar machen kann stimmt auch. Die Kunst besteht darin, die Farbe so dünn wie möglich aufzutragen. Manche Leute halten den Zylinder auch einfach nur über eine sehr rusige Flamme und schwärzen das Teil auf diese Weise ein.

Wie viel die Sache bringt kann ich dir leider auch nicht sagen.

[crisu]

na geil, pysikstunde im gsf , in der schule war es eh immer öde!

[unihome]

OK physik also,

brauche Nachhilfe:

wenn ich eine schwarze Fläche mit weißem Licht bestrahle, reflektiert diese kein Spektrum sondern absorbiert das sichtbare Licht , wodurch diese erstens als schwarz wahrgenohmmen wird und sich zweitens aufheizt da die Energie des Lichts ja irgendwo hin muss und in Wärme gewandelt bzw ins Infrarot verschoben wird.

In Bezug auf Licht ist mir also das "Wärmeverhalten" von unterschiedlichen Farben halbwegs klar, hoffe ich.

Nur geht es hier ja von Anfang an um Wärme und wo hier die aufgetragene Farbe eine Rolle spielt ist mir trotz der proffesionellen Erklärung von borky nicht ganz einleuchtent.

Und wenn dem so ist scheint mir der Isolationseffekt der Farbschicht doch gravierender,

die Idee mit dem hauchdünnlackieren gefällt mir schon mal.

Kann jemand den Effekt mal semiphysikalisch a la Maus erklären, so...

" das ist der Herr Koch, den lackieren wir jetzt einfach mal schwarz uuuund dann wird seine Körpertemperatur...."

unihome

Bearbeitet 18. Juni 2006 von unihome

[Bertl]

Hast dir die Antwort doch schon gegeben. Die schwarze Farbe gibt die Wärmeenergie in Form von Infraroter Strahlung besser ab, als irgend ne andere Farbe.

Wenn du bei Wikipedia nach schwarzen Strahler suchst, wird dir ganz gut geholfen.

"Nach dem kirchhoffschen Strahlungsgesetz ist für jeden Körper bei jeder Wellenlänge und in jeder Richtung das Emissionsvermögen für thermische Strahlung proportional zu seinem Absorptionsvermögen. Da das Absorptionsvermögen des Schwarzen Körpers bei jeder Wellenlänge den größtmöglichen Wert annimmt, nimmt auch sein Emissionsvermögen bei allen Wellenlängen den maximalen Wert an. Ein beliebiger realer Körper kann bei keiner Wellenlänge mehr thermische Strahlung aussenden als ein Schwarzer Körper, der daher eine ideale thermische Strahlungsquelle darstellt."

...

"Ein Schwarzer Körper lässt sich experimentell nicht realisieren, da es keine Materialien gibt, welche elektromagnetische Wellen frequenzunabhängig vollständig absorbieren. Die Herstellung eines Körpers, der dem Ideal des Schwarzen Körpers nahekommt, ist schwierig. Eine berußte Oberfläche (Absorptionsgrad ca. 0,96) genügt allenfalls für einfache Zwecke."

Quelle: Wikipedia Schwarzer Strahler

Bauernregel: Je heisser ein Gegenstand aufgrund seiner Farbe im Sonnenlicht wird, umso schneller gibt er seine Wärme wieder ab, wenn man das Licht ausschaltet.

Edit fügt noch hinzu, dass dieses Thema bereits letztes Jahr in Technik allgemein dikutiert wurde. Viel Spass beim Suchen.

Bearbeitet 18. Juni 2006 von Bertl

[unihome]

Danke, danke,

soll so viel heißen wie:

im dunklen Raum wird der schwarze Körper schneller kalt als der weiße?!!

Versteh ich zwar ( ohne Licht nicht) aber wenns wirkt, subber.

aber nur mal zum Klugscheissen:

bezieht sich das kirchhoffsche Strahlungsgesetz nicht auf eintreffende Strahlung, die entsprechend der Matrialeigenschaften absorbiert und reflektiert wird??

Primär haben wir ja nun im Zylinder ja mal Wärme, sprich erhöhte braunsche Molekularbewegung und zumindest am Anfang, sprich bis zur Zylinderoberfläche bzw deren Lackierung keine Strahlung( auch wenn man sich da manchmal wünschen würde).

Gilt das da auch?

Stellt mein Weltbild auf den Kopf aber wie gesagt wenns wirkt, gerne.

wirkts?

unihome

[Bertl]

Bezieht sich auf eingehende und abgehende Strahlung.

Nach dem kirchhoffschen Strahlungsgesetz ist für jeden Körper bei jeder Wellenlänge und in jeder Richtung das Emissionsvermögen (abgehende Strahlung) für thermische Strahlung proportional zu seinem Absorptionsvermögen (eingehenede Strahlung, die nicht reflektiert wird und in Wärmeenergie umgewandelt wird).

Da ein schwarzer Körper in der Sonne schnell heiss wird (hohes Absorbtionsvermögen: nichts wird reflektiert, sondern alles absorbiert und in Wärme umgewandelt), emmitiert (gibt ab) der Körper auch entsprechend die Wärmeenergie in Form von Infraroter Strahlung.

Wikipedia:

"Wärmeübertragung geschieht prinzipell nach zwei Arten:

Durch Wärmeleitung, dabei wird kinetische Energie zwischen benachbarten Atomen oder Molekülen übertragen.

Durch Wärmestrahlung mittels elektromagnetischer Wellen. Sie erfolgt hauptsächlich im infraroten Spektrum. "

Ob der Schwarze Körper vorher durch Licht oder Molekularbewegung erhitzt wurde weiss er nicht, und es ist ihm auch ziemlich Wurscht. Er strahlt halt einfach gern. Klingt komisch, ist aber so.

[StephanCDI]

Natürlich ist ein Großteil der Wärmeableitung Strahlungsenergie, ein weiterer Teil wird aber eben über Konvektion an die Luft abgegeben. Dazu ist ein Wärmeüberganswiederstand vom Feststoff (Kühlrippe) tur Luft gegeben, der den Wärmeabtransport beeinflusst. Wird nun die Oberflächentemperatur durch Dämmung gesenkt, so ist der Grad an Wärme, der abgegeben wird, nach miteinbeziehen des Übergangswiederstandes, umso kleiner, je geringer der Temperaturunterschied Luft/Feststoff ist.

Die Wermemenge ist mit gleichsetzen von Strahlung und Konvektion definiert wie folgt:

Q=alphaS * A * (Teta - TetaUmgebung) = Epsilon * Sigma * (Tetahoch4 - TetaUmgebunghoch4) (entschuldigt die Schreibweise, sonderzeichen sind hier anscheindend ned )

Das hieße für uns, dass wir die gesamte Oberfläche bräuchten, die Temperaturunterschiede messen und dann berechnen müssten, welche Einflussnahmen und Schichtdicken zum optimalsten Ergebnis führen und zwar unter mit einbeziehung der Konvektion.

Gegnau genommen ist die nicht zu verachten deswegen, da eine Kühlrippe über die Wärmestrahlung die nächste Kühlrippe aufheizt, der effektive Strahlungsradius demnach so groß ist wie der Zylinder selbst. Die vergrößerte Oberfläche ist nur nützlich um die Konvektion zu verbessern und dadurch den einzelnen Kühlrippen schon mal "Vorlauftemperatur" zu nehmen.

LG Stephan