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Auswirkungen von Wind auf Wärmebilder

1. Mai 2020 | Thermografie

Um die Auswirkungen von Wind (bzw. erzwungener Konvektion) auf eine Oberfläche vollständig zu verstehen, müssen Sie das Grundprinzip der Wärmeübertragung verstehen. Wärmeenergie bewegt sich immer in Richtung der geringeren Temperatur, es sei denn, eine andere Kraft verändert diese Bewegung.

Wenn Sie eine Wärmebildkamera verwenden, um ein Objekt zu untersuchen, müssen Sie der Umgebung – ob drinnen oder draußen – besondere Aufmerksamkeit schenken. Sie müssen die erzwungene Konvektion berücksichtigen, unabhängig davon ob sie durch Wind, Lüfter oder eine Pumpe entsteht, da sie die Zieltemperatur beeinflusst.

Bei erzwungener Konvektion wird die Temperatur von Objekten und deren Oberflächen verringert. Die wirkliche Temperatur wäre ohne diesen Effekt höher, und die durch anormal hohe Temperaturen angezeigten Probleme wären größer. Es gibt einige Annahmen, mit denen Sie das Ausmaß eines Problems einschätzen können, das dieser Temperatur entspricht. Die Mathematik hinter dem Newtonschen Abkühlungsgesetz, dem Wärmeübertragungskoeffizienten (basierend auf dem Fourierschen Gesetz) und dem Plankschen Gesetz ist kompliziert. In industriellen thermischen Anwendungen nutzen wir eine vereinfachte Version dieser Mathematik, um zu verstehen, welche Auswirkungen Wind auf Objekte haben kann. Im Folgenden sollen einige Beispiele aufgeführt werden:

  • Wind mit einer Windgeschwindigkeit von 16 km/h verringert die gemessene Temperatur von Objekten um die Hälfte
  • Wind mit einer Windgeschwindigkeit von 24 km/h verringert die gemessene Temperatur von Objekten um zwei Drittel

Temperaturänderung bei Wind, der aufgebracht wurde

Die beiden folgenden Bilder zeigen die Ergebnisse eines kontrollierten Experiments, bei dem ein dreiphasiger Stromkreis mit 40 % seiner Nennlast betrieben wurde. Die Umgebungstemperatur lag bei 22 °C und die Temperatur des Anschlusses der Phase A lag bei 42 °C. Ein kleiner Ventilator wurde verwendet, um die erzwungene Konvektion herzustellen und eine Windgeschwindigkeit von 6,5 km/h zu erzeugen, die mit einem Anemometer Kestrel 3000 gemessen wurde. Beim Einschalten des Ventilators verringerte sich die gemessene Temperatur derselben Komponente um 7 % auf 37,5 °C.

Windgeschwindigkeit auf altbewährte Art abschätzen

Wenn Sie kein Anemometer haben, können Sie die Beaufort-Skala verwenden, um die Windgeschwindigkeit wie folgt zu schätzen:

Beaufort (Bft)Windgeschwindigkeit (km/h)Auswirkungen
11,85 – 7,4Leichtes Abdriften von Rauch, an dem sich die Windrichtung ablesen lässt
27,4 – 13,0Wind im Gesicht spürbar, Blätter rascheln, Wetterfahne in Bewegung
313,0 – 20,4Blätter in ständiger Bewegung, kleine Fahnen wehen
420,4 – 29,6Wind hebt Staub und Papier, kleine Äste bewegen sich

Andere Anpassungen und Überlegungen, abhängig von Umgebungsbedingungen

Auch wenn Sie sich möglicherweise nicht für jedes Szenario bei Inspektionen anpassen können, können Sie mit diesen abschließenden Tipps besser vorbereitet sein.

  • Bei Inspektionen im Innenbereich können Sie die erzwungene Konvektion deutlich verringern, indem Sie die Klimaanlage ausschalten.
  • Gehen Sie in windigen Umgebungen davon aus, dass ein durch Wärme angezeigtes Problem schwerwiegender ist, als es aussieht, und bereiten Sie sich entsprechend vor.

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