koelen tot -80°C

Beste allemaal,

Hierbij mijn eerste schoolvraag. Ik wil voor mijn profielwerkstuk een nevelkamer bouwen. Die moet dan tot -80 gekoeld worden. Ik wou dat met peltier elementen doen, maar ik snap niet helemaal hoe een peltierelement nou werkt als je er meer in serie schakelt(op elkaar stapelen).

Ook heb ik geen idee welke ik moet nemen. De 2/3/6/8A versie? Hij komt op een aluminium plaat van 8mm om de "koelte" te verspreiden. En wat voor koeling moet er dan op de warme zijde komen?

/OT maar misschien wat tips:
Dat heb ik ook eens gemaakt tijdens mijn studie, in een lang vervlogen tijd ... Ik weet dus niet meer alle details ...

Mijn nevelkamer bestond uit een bak met een bodem van metaal, deze werd gekoeld met droog ijs (CO2 in vaste vorm)
De nevel was alcoholdamp, de radioactieve bron was een spuitfles met Thoriumoxide, af en toe een puf van dat spul gaf mooie sporen!

Peltier elementen bestonden toen ook al, destijds niet aan gedacht, droog ijs is eenvoudig te maken door met een CO2 blusser in een opgefrotte handdoek te spuiten.

Ik denk dat peltier niet zo ver komt. :( :)

Op 24 september 2009 17:46:38 schreef pientertje:
Ik wou dat met peltier elementen doen, maar ik snap niet helemaal hoe een peltierelement nou werkt als je er meer in serie schakelt(op elkaar stapelen).

Welk temperatuurverschil kan een peltier opleveren? Het antwoord is kortgeleden nog aan bod geweest in deze zelfde sectie.

Volgens mij ga je dat met een peltier element echt niet redden. Pak maar een fles CO2 ofzo...

Voor de liefhebbers:

http://www.hep.ua.ac.be/archive/meesterklas2003/Nevelkamer.html

Zij doen het met vloeibare stikstof!

http://www.lns.cornell.edu/~adf4/cloud.html

http://www.natuurkunde.nl/artikelen/view.do?supportId=782340

Leuk, om dat alles weer eens te zien! :-)

Peltier kan je wel vergeten, vermoed ik zo ...

[Bericht gewijzigd door Rd12tf op (31%)]

Je kunt peltiers thermisch in serie zetten. Berekenen van een en ander gebeurt als je zo nadenkt:

Wat is het temperatuurverschil van een zo'n peltier?
Wat gebeurt er als ik er twee tegen elkaar doe?

Je krijgt dit:

[koud - warm]+[koud - warm]

Stel even (waardes zijn verzonnen) dat de temperatuur links -50 graden is, en dat het temperatuurverschil van een peltier 30 graden is. De twee peltiers zijn van gelijk type. Vragen:
1) Wat is de temperatuur op de plaats van het '+' teken?
2) Wat is (dus) de temperatuur rechts?

Voordat je met deze lage temperaturen wilt gaan werken moet je ook maar eens verdiepen in de gevaren die erbij kunnen ontstaan de te nemen voorzorgsmaatregelen en eventueel beschermende kleding.

Het werken met vloeibaar stikstof is ook niet zonder gevaren en vereist een goed geventileerde ruimte of liefst buiten.

http://tenderlove.homeip.net/domeinnaam1/index.php/Werking%20peltier%2…

Ik denk dat je best wel meerdere elementen op elkaar kan monteren. Alleen moet het 2de element ook de verliezen van de eerste meekoelen. Als het rendement bv 50% is en je wilt 50W energie afvoeren uit de nevelkamer dan zal je eerst element al 100W moeten zijn en je 2de al 200W. Moet er dan nog een 3de element om de -80o te halen dan moet dit al een 400W zijn.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (42%)]

een peltier vergeet maar , verschil tussen de kanten is 60 graden .
en dan zou je warme kant al -20 zijn . idd stikstof is veel beter .

Op 24 september 2009 20:11:40 schreef benleentje:
Het werken met vloeibaar stikstof is ook niet zonder gevaren en vereist een goed geventileerde ruimte of liefst buiten.

Plus de onverwachte gevaren. Ik was pas met een test bezig waarbij we heel erg veel stikstof verbruikten omdat we een LNG opslagtank systeem moesten klaarmaken voor certificatie door DNV. En als ik veel zeg bedoel ik ook veel.
Op een zeker moment dachten we een lekke leiding te hebben, behoorlijk lek zelfs. Na een boel zoeken bleek dit condenserende zuurstof te zijn. Stikstof met zn lage temperaturen geeft al risico's, maar een plas kokende zuurstof op de vloer geeft weer hele nieuwe gevaren.

Op 24 september 2009 20:21:56 schreef testman:
een peltier vergeet maar , verschil tussen de kanten is 60 graden .

In theorie misschien, en de praktijk halen we op het werk krap -3°C tot -5°C als we 150W aan peltiers op een geisoleerd blok alu loslaten. Kamertemperatuur 20°C.

Omhoog is daarintegen geen probleem. Bij +200°C deed het ding het nog steeds. Het piepschuim was wel gesmolten en het peltier was lichtelijk geblakerd. Dat was overgens niet de bedoeling, maar het effect van een kapotte schakelunit.

Het is een kamer van 15x15x15 cm. Wij kunnen op school moeilijk aan stikstof komen. De schijkunde leraar had ook al gezegd dat het met een brandblusser kon, maar ik vond dit wel een mooie oplossing omdat je dan gewoon de stekker er in kan doen en hij werkt.

De delta t van een peltier is 60 graden, maar dan wordt er niks meer gekoeld.

Op 24 september 2009 21:12:12 schreef pientertje:
maar ik vond dit wel een mooie oplossing omdat je dan gewoon de stekker er in kan doen en hij werkt.

Ik zal er ook nog maar even bijzeggen dat zo'n blok alu bij ons minstens drie uur over afkoelen doet. En er hangen vier koeltunneltjes onder die warme lucht spuwen.

Stekker erin het het werkt? No way.

Op 24 september 2009 17:46:38 schreef pientertje:
Die moet dan tot -80 gekoeld worden. Ik wou dat met peltier elementen doen, maar ik snap niet helemaal

http://uk.vwr.com/app/Header?tmpl=/technical_services/table_cooling_mi… of
http://chemknowhow.com/forum/viewtopic.php?p=33

Ijs+zout (NaCl): -21'C max.
Ijs+CaCl2 : -40
Droogijs (vast CO2)/aceton: -78'C

Vloeibaar stikstof: alles tot -196'C.

Op 24 september 2009 20:36:14 schreef GJ_:

Op een zeker moment dachten we een lekke leiding te hebben, behoorlijk lek zelfs. Na een boel zoeken bleek dit condenserende zuurstof te zijn. Stikstof met zn lage temperaturen geeft al risico's, maar een plas kokende zuurstof op de vloer geeft weer hele nieuwe gevaren.

Ja, leuk is dat: het kookpunt van vloeibaar stikstof ligt net even *onder* dat van zuurstof. Overigens heb ik in 't lab nooit veel problemen gehad met vloeibare stikstof. D'r zitten wel risico's aan, maar die heb je overal mee (bijvoorbeeld: als je stikstof morst op je kleding, hou je kleding dan zo ver mogelijk van je huid af, voorzover mogelijk -- anders krijg je brandwonden.).

Ik heb wel een beetje het idee dat electronici (en sommige fysici) alles waar 'chemie' bij komt kijken als levensgevaarlijk beschouwen.

Vloeibare stikstof is gevaarlijk maar dat is bijv. water ook.

Maar om -80 graden te halen is het wel een goede optie.
Hou ook rekening met bijv. ijsvorming en het feit dat materiaaleigenschappen van o.a. isolatie van kabels, veranderen bij die temperaturen.

maar het licht dus puur aan de slechte koeleigenschappen van een peltier? Want hoeveel warmte moet je er nou uit halen? De kamer is relatief klein en de er is geen stroming.

Ik heb nog even wat gerekend:
warmtecapaciteit aluminium plaat 427.68
lucht in kamer 3098,35 3,10
aantal joule nodig voor delta T 80 K is 344624
met 10W dus een uur.
Hierbij is er niet vanuitgegaan dat de kamer opwarmt door de omgeving. Is het veilig om het dubbele te nemen?

Dus 20 watt voor de eerste peltier. De tweede peltier die er bovenop moet voor het grote temperatuurverschil, moet ook de verliezen van de eerste koelen, 60W dus.

Edit ja inderdaad een fout. 60W lijkt nog wel mogelijk

[Bericht gewijzigd door pientertje op (13%)]

Die delta T zou ik eerder 110 maken, je wilt naar -80, maar het is 30 graden in de omgeving...
(ok, 22 graden omgeving zal eerder voorkomen, maar op een warme zomerdag oid...)

[Bericht gewijzigd door GJ_ op (69%)]

@Alex278:
Je bent me voor!
Koolzuurijs met aceton is hèt koudmakende mengsel (cryogene mengsel) voor dit doel. Bedenk echter dat je in de prakltijk niet die 195K haalt.
TS:
Google eens op koudmakende mengsels en kijk ook in Wikipedia NL. (WIKI EN geeft niet veel informatie)!!
Kijk ook naar vriespuntsverlaging en eutectisch systeem

Op 24 september 2009 22:00:08 schreef alex278: Ik heb wel een beetje het idee dat electronici (en sommige fysici) alles waar 'chemie' bij komt kijken als levensgevaarlijk beschouwen.

Het is maar wat je onder levensgevaarlijk verstaat natuurlijk. Maar enige voorzichtigheid is wel op z'n plaats. Wij hebben voor ons testje in 24uur twee volle tankwagens vloeibare stikstof erdoorheen geblazen en dan mag je toch op z'n minst op je hoede zijn denk ik zo.

Op 24 september 2009 22:00:08 schreef alex278: Ik heb wel een beetje het idee dat electronici (en sommige fysici) alles waar 'chemie' bij komt kijken als levensgevaarlijk beschouwen.

Wat zal het dan gevaarlijk worden als chemie en elektronica samengaan: Bijv. kolom-elektroforese >:)
Overigens ligt vriespuntsverlaging meer op het terrein van de fysica....

Wel dikke isolerende handschoenen dragen en een antispat-masker (geen bril) en geen korte mouwen.

Bedank tidak ada, de vette woorden waren wel een heel erg duidelijke hint.

En klopte mijn berekening?