Obwohl ich mich ja eigentlich aus dem Wakü-Bereich zurückgezogen habe, muss ich hier jetzt doch mal eingreifen, bevor diese unwissenschaftliche Methodik und die unbeholfenen Erklärversuche hier noch weiter ihre Kreise ziehen.
Zunächst mal ein Statement zum Thema (halbwegs) wissenschaftliches arbeiten und Darstellung von Plots:
Wenn man Zusammenhänge anhand von Plots und Formeln erklären will (seien sie einfach oder auch komplex), ist es mit dem einfachen Hinwerfen selbiger grundsätzlich nicht getan! Das gilt nicht nur für ein Publikum, von dem man nicht erwarten kann, dass es Sinn oder Unsinn der eigenen Berechnungen oder der Rückschlüsse daraus versteht (wie z. B. in einem öffentlichen Forum), sondern sogar gegenüber Fachleuten und Wissenschaftlern die sehr wohl verstehen um was es geht und u. U. deutlich besser Bescheid wissen als du selbst. Hintergrund ist vor allem der, dass die Gedankengänge eines jeden, der einen Beitrag auf dieser Ebene machen will, nachvollziehbar sein müssen, so dass sowohl der Ansatz als auch eventuelle Fehler ohne langes Nachbohren und Infos aus der Nase ziehen, erkannt werden können
. Des Weiteren gehören zu tatsächlichen Messwerten grundsätzlich und unumstößlich die relevanten Parameter und die Messbedingungen (entweder schriftlich oder in Form einer Dokumentation des Versuchsaufbaus). Ist dies nicht der Fall, kann und sollte der ganze Beitrag von jedem Leser grundsätzlich zunächst mal als nichtig und irrelevant betrachtet werden. Wie ausführlich die Parameter- und Messbedingungsangaben sind ist jedem selbst überlassen, aber komplett weglassen ist nicht drin
. Die Minimalst-Angaben sie du hier macht hast sind imho jedenfalls deutlich zu wenig, als dass damit irgend jemand etwas Vernünftiges anfangen könnte.
Speziell für deine Exzerpte, Duke711, die du in diversen Wakü-Foren zum Besten gibst, ist zwar die Angabe der Messparameter und Messbedingungen meist deshalb nicht möglich, weil du als Simulant ja in der Regel nichts misst, sondern dich auf deine Simulationstools verlässt, aber auch das muss unbedingt angegeben werden, wenn dem so ist. Simulationsergebnisse und Messergebnisse sind, selbst wenn sie vereinzelt mal einigermaßen übereinstimmen, zwei grundlegend unterschiedliche Dinge und müssen stets getrennt behandelt werden, da sie bei korrekter Methodik auch zur gegenseitigen Verifikation bzw. Falsifikation dienen können müssen. Man darf daher grundsätzlich keine Simulationsergebnisse als Messwerte bezeichnen, weil sie schlicht und ergreifend keine sind. Leider habe ich aber genau das schon des öfteren bei deinen Beiträgen erlebt. Auch bei den hier vorgestellten Ergebnissen gehe ich mal davon aus, dass es sich wieder mal nur, um nicht experimentell verifizierte Simulationsergebnissen handelt, auch wenn du diesmal das Glück hast, dass deine Software dir zumindest von dem prinzipiellen Verläufen etwas Korrektes ausgespuckt hat. Dass du nicht verstanden hast, warum die Kurven so aussehen wie sie aussehen ist aber kein Grund die Kurven einfach willkürlich zu verfälschen
. Der thermische Wirkungsgrad eines Kreuzstrom-Wärmeübertragers mit einseitiger Durchmischung, wie ihn ein klassischer Netzradiator darstellt, kann in der Tat mit zunehmenden Massenstrom des flüssigen Fluids ein wenig sinken - aber dazu später mehr.
Sollte es sich wider erwarten diesmal doch um Messungen und nicht um Simulationsergebnisse handeln, ist es im Übrigen an dir den Messaufbau zu dokumentieren und die Messbedingungen näher zu erläutern. Ansonsten hat so ein Beitrag einfach keinen Sinn und du könntest dir die Zeit genauso gut ganz sparen. Unabhängig ob Simulationsergebnis oder Messung, ändert das aber natürlich überhaupt nichts an deinem groben methodischen Fehler, den du mit der "Korrektur" sprich Verfälschung deiner Ergebnisse aufgrund von eigenem Unverständnis im Update des Plot 3 gemacht hast
.
Des Weiteren noch etwas zum Thema Darstellung von Plots:
Wenn es sich tatsächlich um Messdaten handelt, gehören die Messpunkte inkl. Fehlerbalken grundsätzlich in den Plot. Lediglich für reine Darstellungen in Präsentationen mit zugehöriger Erklärung oder ausführlicher Legende kann man so was ausnahmsweise auch mal weg lassen. In qualitativ hochwertigen Veröffentlichungen wirst du jedenfalls kaum Messkurven direkter Messwerte ohne Messpunkte und Fehlerbalken sehen - wenn doch spricht das gegen die wissenschaftliche Kompetenz des Autors. Anders sieht es bei abgeleiteten Kurven aus (also nicht nur eine Kurve durch anfitten von Messpunkte, sondern eine weiter verarbeitete).
Die Kurve, sprich der Fit bzw. die Regression, muss die Punkte freilich nicht treffen. Wie du angefittet hast ist aber grundsätzlich mitzuteilen (entweder durch die entsprechende Regressionsformel oder im Text zum Plot). Für derartige Kurven eignet sich zumindest bei realen Messwerten in der Regel ein Least-Square-Fit oder ein Polynom-Fit passendes Grades. Wenn es sich um Simulationsergebnisse handelt die lediglich aus Darstellungsgründen als Wertetabelle in Excel übertragen wurden, kann man sich u. U. die Messpunktangabe und die Fehlerbalken sparen (zumal Letztere i. d. R. eh nicht sauber ermittelbar sind), aber es gehört ein deutlicher schriftlicher Hinweis auf die Quelle der Daten in den Plot. Wenn die Stützstellendichte zu niedrig ist, um eine Direktdarstellung der Kurve vorzunehmen gehört auch hier ein Hinweis auf die verwendete Regression bzw. die verwendete Methode zum Anfitten in den Begleittext oder den Plot selbst.
^ das nur mal zur Methodik!
Nun zu den Ergebnissen und deinen Erklärversuchen:
Grundsätzlich sind die Ergebnisse die zu gepostet hast, zwar zahlenmäßig schon wegen der fehlenden Parameter- und Herkunfts-Angaben nicht als repräsentativ zu werten, wohl aber stellen die Kurven qualitativ korrekte Zusammenhänge dar. Auch der hintere Teil der Kurven ist korrekt, denn in der Tat profitiert die Mitteltemperatur im Sinne der bauformbedingt korrigierten logarithmischen Temperaturdifferenz bei einem ein Kreuzstrom-Wärmeübertrager, wie ihn ein Querstrom-Radiator im Wakü-Bereich darstellt, nicht grundsätzlich von einem höherem Volumenstrom. Der thermische Wirkungsgrad kann hier bei fixiertem Luftstrom aber zunehmendem Wasser-Volumenstrom in der Tat sinken, was wiederum zu minimal steigenden Temperaturdifferenzen führt. Wenn dich die Zusammenhänge und die Herleitung eines passenden Korrekturfaktors für die logarithmische Temperaturdifferenz inkl. den zugehörigen Ansätzen für einem Kreuzstrom-Wärmetauscher mit einseitiger Durchmischung (dies ist der Fall eines üblichen Netzradis im Wakü-Bereich) interessiert, empfehle ich dir mal diese einfach verständliche
Leseprobe zu Gemüte zu führen. Vielleicht versteht du dann, warum deine "Kurven-Korrektur" die du bei Plot3 vorgenommen hast kompletter Nonsens ist
. Als Naturwissenschaftler oder Ingenieur sollte es dir btw. niemals in den Sinn kommen, einfach gefittete Ergebniskurven dem eigenen eingeschränkten Verständnis-Horizont anzupassen, indem du wie in diesem Beispiel einfach den Anstieg der Temperaturdifferenzen mit steigenden Wasser-Volumenströmen als Mess- bzw. Simulationsfehler abtust und die Kurve willkürlich fälschst!
Der Grund für das vllt. für den ein oder anderen überraschende Verhalten von Kreuzstrom-Wärmeübertragern liegt in der Bauart begründet. Der simple Ansatz für die logarithmische Temperaturdifferenz, den man bei einem Gegenstrom- oder Gleichstromwärmetauscher ansetzen kann ist hier nicht gültig, da der Wärmetausch über die Tiefe aber auch über die Fläche mit unterschiedlicher Intensität erfolgt. Deshalb erfolgt die Überschreitung des thermischen Wirkungsgrad-Optimums bei gleichbleibender Radiatorgeometrie und steigendem Wasser-Volumenstrom auch abhängig von der Lüfterdrehzahl (sprich fixiertem Luft-Volumenstrom) bei unterschiedlichen Wasser-Volumenströmen. Durch die konstruktionsbedingte Möglichkeit der Durchmischung des Wassers über die aktive Radiatortiefe und durch den U-förmigen Verlauf des Wasserwegs von der Einlasskammer durch die erste Hälfte der Flachrohre über die Sammelkammer durch die andere Hälfte der Flachrohre zur Auslasskammer ist ein algebraischer Ansatz für deinen passenden Korrekturfaktor der logarithmische Temperaturdifferenz eines klassischen Kreuzstrom-Wärmetauschers btw. auch nicht nach dem Ansatz von Nusselt (1930) möglich, der für einen geradelinig verlaufenden Kreuzstrom-Wärmeübertrager mit unvermischter Durchströmung passt. Grundsätzlich bewegt sich jedenfalls auch der reale Verlauf des thermischen Wirkungsgrads eines Wakü-Radiators als Kreuzstrom-WÜT mit einseitiger Durchmischung abseits der Grenzfälle des Gegenstrom- und des Gleichstrom-Wärmeübertrags und hat dementsprechend einen anderen Verlauf als jene Bauformen. Der Rückgang des thermischen Wirkungsgrades bei sehr hohen Volumenströmen ist auch in der Realität am Radiator als Einzelteil messbar - insbesondere wenn die Luftseite durch die Lüfterdrehzahl deutlich limitiert wird. Je langsamer die Lüfter drehen desto eher sind sehr hohe Wasservolumenströme daher, rein für den Radiatorwirkungsgrad, ein klein wenig kontraproduktiv. Der Effekt ist in der Realität aber in aller Regel etwas weniger ausgeprägt als deine mutmaßlich simulierten Kurven es vermuten lassen. Da sich zudem die Wärmübertragung in den Kühlern mit steigendem Wasservolumenstrom tendenziell verbessert, obwohl sich auch dieser Effekt asymptotisch abschwächt nachdem der Laminar-Turbulent-Übergang überschritten ist, wird die minimale Verschlechterung des Radiatorwirkungsgrades häufig durch die minimale Verbesserung des Wärmeübergangs in den Kühlern auskompensiert. In der Gesamtbilanz eines Kreislaufs ist also in der Regel keine nennenswerte Verschlechterung der Kühlleistung mit steigendem Volumenstrom zu beobachten - allerdings eben auch recht bald keine Verbesserung mehr durch die Kühlerseite. Einen gewissen Einfluss hat hier in der Realität btw. meist auch noch die steigenden Wärmeabgabe der Pumpe mit steigendem Volumenstrom - aber das läuft größenordnungsmäßig auch unter Peanuts in normalen Wakü-Kreisläufen.
Btw: Ohne deine Zahlenwerte ernst nehmen zu wollen, solltest du im Übrigen auf jeden Fall noch mal prüfen, ob die die Wärmekapazitäten inkl. ihrer Temperaturabhängigkeit (insb. auf der Luftseite) korrekt in dein Modell eingeflossen sind (ich gehe wie gesagt davon aus, dass du mal wieder nur simuliert hast)
. Der Effekt scheint mir ein wenig zu deutlich im Vergleich zu entsprechenden realen Messungen an echten Radiatoren.
Zu deinen Threads allgemein noch etwas:
Grundsätzlich finde ich es zwar löblich solche Zusammenhänge immer mal wieder auf die Tagesordnung zu bringen und es gibt sicher auch vereinzelt Leute die durch Plots und Formeln mehr Verständnis erreichen, als wenn man es ausführlich erklärt, aber ich bin absolut DARPAs Meinung, dass man das was du hier meist zum Besten gibst nicht anderes als als "hingerotzt" betiteln kann - mal ganz abgesehen von den Mängeln aus wissenschaftlicher Sicht. Wenn du dir schon die Mühe machst alle möglich altbekannten mehr oder minder relevanten Zusammenhänge noch mal zur Diskussionsgrundlage zu machen und sie z. B. zu plotten, dann versieh deine Infos doch wenigsten mit den nötigen Angaben zu den Randbedingungen und der Datenherkunft, sowie mit einem kurzen Text, der zumindest grundlegend erklärt, um was es dir geht, und welchen Zusammenhang oder welchen mutmaßlichen Trugschluss zu aufzuklären versuchst.
An sich wäre es zwar nicht nötig solche Dinge immer wieder zu bringen, denn schließlich sind alle physikalischen bzw. thermodynamischen Zusammenhänge im Wakü-Bereich alte Hüte und keine neuen Erkenntnisse, aber die Erfahrung zeigt, dass selbst Erkenntnisse die bereits einmal von der großen Mehrheit verinnerlicht waren mit der Zeit wieder aus den Köpfen verschwinden. Insofern, finde ich es ja sogar sehr gut, dass du versucht ein paar solche Dinge mal wieder ins Gedächtnis zu rufen (früher waren das mal die wesentlichen Diskussionen in Wakü-Foren), aber zum Einen tust du mit deinem Steno-Stil ohne erklärende Worte und ohne wichtige Angaben, kaum einem User einen Gefallen, und zum Anderen musst du schon selbst erst mal verstehen was du da zeigst. Wie man hier gesehen hat ist das keineswegs immer der Fall
. Wenn dir das zu viel Aufwand ist, solltest du überlegen, ob du überhaupt solche Dinge postet. Das nützt in dem Stil niemandem, stiftet unter denen die die Grundlagen nicht beherrschen nur Verwirrung und kann zur weiteren Verbreitung von Halbwissen führen. Also tu doch bitte den Usern den Gefallen und poste solche Dinge nur dann, wenn sie dir selbst bereits glasklar sind, und schreib wenigsten ein klein wenig erklärenden Test dazu. Ansonsten musst du dich nicht wundern, dass deine Beiträge allgemein auf wenig Gegenleibe stoßen und vor allem, dass sie keinen Effekt haben - schon gar keinen positiven im Sinne steigenden Verständnisses für die Grundlagen in der Community
.
. Die Jungs hier wissen es schon richtig einzuordnen wenn getroffene Hunde bellen - auch wenn es sich hier nach Kläffen anhört 
