Thermik-Tuning

[JT8]

Helft mir mal auf die Sprünge:

Warum strahlen dunkle/schwarze Körper eigentlich "mehr" Wärme ab?

(Hab ich irgendwie nie ganz gepeilt)

Wenn ich jetzt z.B. das Motorgehäuse pulverbeschichten lasse (z.B. matt-schwarz) müsste ich ja einen bessere Wärmeabstahlung erzielen (wegen der "Farbe"), behindere ich dann aber nicht durch die zusätzliche Schicht auf dem prinzipiell gut wärmeleitendem Metall (im Vergleich zu den Kunststoffpartikeln) wiederum die Wärmeableitung? Ich meine grob gesagt, wenn ich meinen weißen Heizkörper jetzt dicke und triefend mit mattschwarzer Lasur übepinsle, hat er dann einenen besseren Wirkungsgrad, obwohl er so dick mit Farbe "isoliert" ist?

Eigentlich sind doch dann auch hochglanzpolierte RAP`s unvorteilhaft. Theoretisch würde ja ein matt-schwarzer die Altgase deutlich mehr Wärme abstrahlen lassen und dadurch den Auslass thermisch entlasten? Schließlich kommt ja durch die Resonanz nochmal ein Welle Richtung Zylinder zurück.

Ist mir grad beim Fernsehen durch den Kopf gegangen, weiß nicht, ob das alles wirklich was zu bedeuten hat-nur mal so theoretisch.

 

[karoo]

Wegen der Isolierung sollte irgendeine Schwärzung irgendeines Teils so dünn wie möglich sein... Am besten mit Speziallack sehr dünn drübernebeln bis es eben deckt...

Und das mit der Abstrahlung - tja, da wirst wohl nen gestandenen Physiker fragen müssen um eine fundierte Aussage zu bekommen! Das hängt ja nicht nur von der Farbe, sondern auch von Materialbeschaffenheit ab. Obwohl Grauguß "dunkler" ist als Alu strahlt es weniger gut ab. Und eine Oberflächenrauigkeit kann schon einiges bringen! Also lieber nicht die Kühlrippen polieren  :D Lieber matt lackieren oder irgendwie anrauen... oder beides ;)

[Angeldust]

Die farbe isoliert natürlich in der tat. normalerweise werden motorteile auch nur eloxiert oder hauchdünn lackiert/gepulvert. prinzipiell gibt eine schwarze fläche aber bedingt durch das bessere abstrahlverhalten schwarzer flächen via infrarot strahlung mehr energie ab. die fachliteratur besagt das sich damit die temperatur um bis zu 20% senken läßt.

ein hochglanz polierter auspuff ist tatsächlich mist. es sei denn du stehst auf niedrige drehzahlen. ratet mal warum im rennsprot viele zweitaktauspüffe mit asbest gewebeband umwickelt sind?  genau, damit ihnen nicht kalt wird. so kann mit einem einfachen trick die resonanzdrehzahl nach oben verschoben werden. das ist u.a. auch das problem eines prüfstandes. der kann immer nur eine momentaufnahme bieten. auf der autobahn, bei der der auspuff evtl. erst nach einer viertel stund edauervollgas richtig heiß ist, kann sich das  drehzahlband nochmal gehörig verschieben. kennt jeder doch selber (nicht wahr andre? :D  :D  ) wenn er auf der autobahn mal den hahn richtig aufmacht. aufeinmal dreht das ding bis der arzt kommt (oder der bock klemmt.. :(  :(  )

also los, mattschwarz rausgeholt und alle schicki micki edelstahl "racing" auspüffe lackiert! (sieht eh goiler aus)

[Angeldust]

da fällt mir ein, andres auspuff is ja auch edelstahl...BETRUG!!!

[manni]

Es gibt Unterschiede zwischen Wärmeübergang und Wärmeabstrahlung. Schwarze Flächen stahlen auf jeden Fall besser ab als metallische Flächen. Das bischen Isolierwirkung was du mit einer dünnen Farbschicht hast macht die besser abstahlung bestimmt wett.

[vespa210]

Also meines Wissens nach ist das dann doch nicht so einfach. Denn alles was schwarz ist, absobiert mehr Wärme. Und dann gibt es natürlich auch wieder etwas von der Wärme ab. Kennt ja jeder, wenn Ihr im Sommer mal ne schwarze Folie auf die Str. legt.

So wenn ihr aber eine Fläche hell lackiert, bzw. die Fläche im Idealfall weiß ist, dann wird der größte Teil der Wärmeenergie reflektiert. Das würde dann ja heißen, dass diese Fläche kühler bleibt. Ist ja auch so. Ein weißes Auto ist im Sommer angenehmer als ein schwarzes!

Natürlich gibt die schwarze Fläche mehr Wärme ab, aber das liegt darin begründet, dass sie verhältnismäsig noch viel mehr Wärme aufnimmt!

Ist doch prinzipiell richtig, oder?

[karoo]

Ich erinnere mich da noch an einen Satz von meinem Physik-Lehrer: "Das würde dann beweisen, dass der weiße Körper physikalisch gesehen schwärzer wäre als der schwarze".... Also Material etc. spielt alles mit rein... Ein bestimmtes Weiß kann z.B. besser Wärme abstrahlen als ein bestimmtes Schwarz... Gibt ja noch mehr Frequenzbänder als nur das sichtbare Licht... und bei unseren Zylindern kommts glaub ich mehr auf Infrarot-Abstrahlung an! Aber allgemein gesehen ist die Unterscheidung weiß/schwarz schon gültig...

Und ausserdem ist Absorption/Abstrahlung physikalisch gesehen gleich. Also was mehr abstrahlt absorbiert auch mehr! Naja, Auspufflack aufm Zylinder lässt ihn jedenfalls erwiesenermassen kühler laufen als ohne Lack...

Und ausserdem will auch niemand im Sommer in nem Auto sitzen, egal ob weiss oder schwarz - ausser mit Klimaanlage (Klimaanlage rulez! )

[gertax]

bei mir hats auch einiges gebracht das (dünn) schwarz lackieren von Zylinder und Kopf, kann jetzt nach Vollgasorgien meine Hand ohne Handschuhe ne Weile auf der Hutze lassen, ging vorher nich :p  :0  Motorgehäuse hab ich auch schwarz lackiert (aber nur weils wie ich finde besser aussieht)

also ich kanns nur empfehlen, das bisschen Farbe is nich teuer und dünn drauflackiert is auch gleich, ausserdem sehen schwarze Zylinder gefährlicher aus (und Guß rosten nicht mehr)

@karoo: oder in nem Cabrio (Cabrio rult wenn der Roller im Sommer kaputt is  :D )

[RobinK]

@ Gerhard:

Wenn du konkret viel Geld für Carbio hasch, dann ischs ok, mein Bruder will seins übrigens wieder verkaufen, einfach zu teuer. Im Sommer kann er ja au wieder gut Rollerfahren!! Verbraucht weniger, mehr luftig, etc. aber sowas gehört zu Blabla....  ;)   :p   :D

Was ich noch anfügen wollte: Nicht weiss, sondern eine "verspiegelte" Fläche absorbiert am wenigsten, weil alles reflektiert wird oder so, keine Ahnung, des war Physik in der Elften oder so, net wahr Karoo???   :grins:

Ciao Robin

[manni]

So und jetzt mal ein kleiner Auszug aus meinem Bauphysik Skript aus meinem Studium:

"Im einzelnen sind folgende Maßnahmen zur Minderung des Wärmeverlustes möglich: metallische Oberflächen, die zur Reduzierung des Strahlungsaustausches beitragen. Während die wärmeleitung von Metallen besonders hoch ist (bei Stahl, Alu und Kupfer Faktor 60, 200 und 380 gegenüber Kalksandstein), kann bei diesen Stoffen eine sehr geringe Wärmeabstrahlung von den Oberflächen beobachtet werden ( blankes Alu Faktor 0.05 gegenüber nichtmetallischen Stoffen)."

Es wurde hierzu auch ein kurzer Versuch durchgefüht in dem ein Würfel mit heißem Wasser gefüllt wurde. Jede Seite des Würfels hatte eine andrere Oberfläche (Schwarz , Weiß, Alu und Chrom) Die Unterrschiede in  der Abstrahlungsintesität zwischen Schwarz und Weiß waren minimal im Vergleich zu den Unterschieden zwischen Chrom und Weiß. Deswegen werden Thermoskannen ja auch von innen metallisch blank gemacht.

Also, es schein ja weiniger darum zu gehen ob schwarz oder weiß sonder die metallische Fläche zu färben. igendeiner im forum konnte doch eindeutig mit seinem Thermofühler nachweisen, das es was brachte.

Gruß Manni

[karoo]

Aber in dem Text geht um BLANKE Metallflächen. Unsere Zylinder sind ja schonmal rau aussen.... Nach der Logik müsste auch ein aufrauen der Kühlrippen mit Sandstrahlen o.ä. schon bessere Abstrahlung geben. Dann noch dünn mit mattem Lack drüber.... Hat schonmal jemand seinen Zylinder strahlen lassen?

[JT8]

Ich glaub, im ersten Rieck-Band wird die Thematik auch kurz angesprochen, oder war`s ein anderes Buch......werd mal nachsehen....

[Flo]

Mein Zylinder wurde gestrahlt und ist schwarz............WOW!!!!  :D

Aber des bringt eh nix, der war irgendnie noch nie wirklich warm....muss echt angst haben, das wenn er klemmt, dann weil er net auf Betriebstemp. war oder so...  

[JT8]

Bringt das Topic zwar nicht wirklich weiter, aber ich hab wegen dem Buch nachgeschaut. Der Herr Rieck sagt auch, dass es schnell mal 20° Temperaturdifferenz ausmachen kann, ob schwarz oder nicht.

[JT8]

ups, die 20° natürlich auf ein mit heißem Wasser gefülltes Glas bezogen, dass schwarz bzw. weiß lackiert ist-bei einem Motor stellt sich selbstverständlich immer noch die Frage  :D

[Sedor]

tja, ich weiß nicht mehr wo ich es gelesen habe - aber ich erinnere mich das da stand das es im grunde nicht so wichtig ist welche farbe (weiß, schwarzt, rot) man auf dem zylinder gibt... der effekt bleibt im ganzen der selbe...

habe es selber aber noch nie versucht...

[vespa210]

Also, ist es jetzt effektiv, wenn ich meinen Zylinder + Kopf leicht schwärze, oder nicht? Fachmänner!

[athanasius]

Ein weiss lackierter Heizkörper gilt rein physikalisch auch als fast 100% schwarzer Körper (wird als grauer Körper bezeichnet), also das Weiss bei den Heizkörpern ist ein speziellles Weiß. Die Farbe sagt also mal fast nichts darüber aus ob eine Fläche physikalisch schwarz ist oder nicht. Schwarz wird ein Körper nur bezeichnet wenn er alle auftreffende Strahlung absorbiert. Macht er das nciht zu 100 % wird er als "grauer Körper" bezeichnet.

Also in der Formel für den Wärmestrom (Wärme die abgegeben wird) muss man den Strahlungskoeffizienten (eine Zahl mit der man der Rest der Formel multiplizieren muss) bei einem grauen strahler noch durch durch eine Zahl, die man mit Hilfe der von den Oberflächen abhängigen (Emissions-)zahlen bekommt, dividieren. Das heißt, der Wert für die abgegebene  Wärme wird kleiner je weniger "schwarz" der Körper ist. Also je "schwärzer" der Körper physikalisch gilt, desto mehr Wärme kann er abstrahlen ( weil der Wert ja größer wird, wenn der Körper "schwärzer" wird). Also es bringt definitiv was wenn du die Teile "schwärzer" machst, das kannst du natürlich auch mit weissem Heizkörperlack machen.

Hm, ich hoffe man kannst einigermassen verstehen, Lehrer werd ich aber besser keiner

;)  

[schurl]

So, also ich hab gestern grad meinen Polini wieder ausgebaut zum Auslass vergrößern, da werd ich den mal Sauber reinigen und mit schwarem Auspufflack dünn lackieren. Den Kopf lass ich aber so, der ist eh aus Alu. Oder soll ich ihn auch dünn anfärbeln?

Ich werd mal schauen und dann berichten, ob er wärmer oder kälter ist.

[gertax]

auf jeden Fall Kopf auch bringt anscheinend sogar mehr als der Zylinder selber, frag aber nicht wo ich das her hab, sonst muss ich graben  :D

...nein "ucki", jetzt NICHT fragen wo hast das her...  :p

[manni]

Natürlich, den Kopf erst recht! Und was heißt hier, "der ist eh aus Alu"! Grade weil er aus Alu ist , mußt du ihn färben! Wärmeabstrahlung gegenüber nicht metallischen Stoffen bis zu Faktor 0,05. Und der Kopf gehört doch zu den heißesten Stellen!

[gertax]

danke Manni! *schwitz* :D

[schurl]

Also guuuuut, färbel ich halt den Kopf auch an. Meinte ja nur, dass die Wärmeableitung von Guss schlechter ist, als beim Alu, deshalb das nur "Heferl anstreichen".

Der Kopf wird heißer, deshalb ist er ja auch als Alu.

Mein Gedankengang war der: Kopf is eh aus Alu, leitet besser als Guss. Also streich ich den Zylinder, weil der eine verbesserte Wärmeableitung nötig hat.

[manni]

Achtung! Wärmeabstrahlung und Wärmeleitung sind unterschiedliche Sachen.

[Marc Werner]

Ich habe meine Zyllinder/-köpfe immer schwarz gefärbt und hatte nie einen Nachteil hierdurch. Die physikalischen Hintergründe werden auch  in "Der schnellaufende Zweitaktmotor" beschrieben.

Warum allerdings die Hersteller nie  ihre Zylinder schwärzen (bis auf einige DR) ist mir ein Rätsel. Kostengründe ??

Warscheinlich, also schwärzt was das Zeug hält

[karoo]

Das nicht-Schwärzen könnte auch einfach daher kommen, dass es eigentlich auch so läuft.... Und blankes Alu sieht irgendwie "technischer" aus.

[Millord]

Also, wenn ich gerade beim Lesen der FAQ's bin kommentiere ich auch diesen hier nochmal. Also Maschinenbaustudent der vor einem Monat Wärme- Stoffübertragung geschrieben hat hier einige Punkte zur erklärung. Also es gibt in der Wärmeübertragung einige verschiedene Effekte die ich euch nennen will:

1. Die Wämeleitung: das ist das äquivalent zu elektrischen Leitung und beschreibt die Fähigkeit eines Materials Wärme von der einen Seite auf die andere Seite zu bringen. Also z.B. die Leitung der hohen Temperaturen im Zylinder oder im Zylinderkopf an die Außenseite und in die Kühlrippen. Diese Leitung ist nur vom verwendeten Material abhängig und ist wie allgemein bekannt bei ALU viel besser als bei Grauguß. Für uns heißt das im Klartext der ALU Zylinder kann in der selben Zeit eine wesentlich höhere Wärmemenge von Innen nach außen Transportieren als Grauguss.

2. Die Konvektion: Das ist der Wärmeübergang zwischen der Oberfläche des Heißen Materials und der Luft. Abhängig ist die Konvektion von der Temperaturdifferenz, der Größe der Oberfläche und auch von der Anströmgeschwindigkeit der Kühlluft also von unserem Lüfterrad. Deshalb haben wir die Kühlrippen, die unsere Zylinderoberfläche vergrößern. (auch Sandstrahlen der Oberflächen vergrößert diese). Es spielen noch verschiedene Faktoren mit rein, auf die ich hier nicht eingehen will, aber wenn einer seine Kühlrippen neu berechnen will, kann er mich ja nochmal fragen.

3.Die Wärmestrahlung: Jetzt kommen wir zur Farbe. Die Wärmemenge die man mit Strahlung übertragen kann, hängt ab von einem Faktor epsilon also wenn wir uns den Rest der Formel schenken, dann lautet sie in etwa so: W = epsilon* (Konstante) die Konstante ist abhängig von der Temperatur differenz zwischen der Luft und unserem ALU und eingen Naturkonstannten. Aber jetzt zum epsilon, der Wert dafür ist 0.97 bei schwarzem Lack und 0.04 bei Alu ohne Farbe also etwa 25 mla höher, damit ist auch die maximale Wärmeabstrahlung mit schwarzen Oberflächen 25 mal höher.

Was jetzt noch interessiert wäre das Verhältnis von Konvektion zu Wärmestrahlung, das will ich jetzt aber nicht durchrechnen, aber selbst wenn die Strahlung nur 1% ausmacht, kann man folgendes Rechenbeispiel durchführen:

Die Konvektion kann 100 Watt Wäme abführen, die Strahlung 1 Watt. Jetzt erhöht man die Stahlung um den Faktor 25 hat also 25 Watt Strahlung ergibt zusammen mit den 100 Watt konvektion = 124 Watt abführbare Wärmemenge und das sind 24 % mehr als vorher)

Natürlich darf man aber diesen positiven Effekt nicht dadurch zunichte machen, daß man mit der Farbe die gute Wärmeleitung des Alu's reduziert. Also Farbe nur sehr dünn auftragen.

Bearbeitet 20. Mai 2003 von Millord

[Rietzebuh]

Sehr gut geschrieben!!

Is aber echt ein Unterschied mit der Farbe.Das hab ich beim Rechnen für die Wärmeübertragungprüfung auch gemerkt. Studiere auch Maschinenbau

Hab echt gestaunt,was so ne Farbe ausmacht

Besser kann man´s net erklären!!

[Millord]

Danke für die Blumen!

[Lucifer]

Genau, so ist es, leute! Besser kann man's nicht erklären!

Wie immer hat die Sache auch eine Kehrseite: man erkennt Gaslecks fast gar nicht, bzw. erst, wenn sonst schon alles angesabert ist! Zudem sind die meisten Lacke für diese Zwecke (Ofenfarbe sowieso nicht, hitzebest. Auspuff/Zyl.farbe nur bedingt) nicht Sprit-resistent. Erstens muß der Zyl./Kopf so gut wie neu und völlig fettfrei sein bei der Lackierung, zweitens kann man später kaum nachlackieren, weil da dann fast immer ein feiner Fettfilm ist, worauf nix hält. Zudem gilt: nur ganz dünn auftragen, besser häßlich als zu dick, sonst wird der Wärmekonvektion wieder der garaus gemacht und mehr verloren als gewonnen; am Kopf sind es übrigens etwa 20°C bei Vollgas, und das kann sehr sehr viel sein!