Math Problem Statement
Zum Frittieren werden Muzen (Teigbällchen) in 200 °C heißes Fett eingelegt. Zu Beginn der Erwärmung beträgt die Temperatur der Muzen, die als Kugeln homogener Zusammensetzung mit einem Durchmesser von 46 mm behandelt werden können, 22 °C. Der äußere Wärmeübergangskoeffizient kann mit α = 6 angesetzt werden. Die Stoffwerte der Muzen sind: - Dichte: ρ = 600 - Wärmeleitfähigkeit: λ = 0,4 - Wärmekapazität: cp = 3.0 Bestimmen Sie die Temperatur, die nach 6 Minuten in der Mitte der Muzen erreicht wird. a) Bestimmen Sie die Biot Zahl Geben Sie die Biot-Zahl an: b) Bestimmen Sie die Fourier-Zahl Geben Sie die Fourier-Zahl an: c) Bestimmen Sie die dimensionslose Temperatur. Gehen Sie hierfür von einem Ergebnis von 500 für a) und 0,25 für b) aus. Geben Sie die Lösung an: d) Bestimmen Sie die Temperatur in der Mitte der Muzen. Gehen Sie hierfür von einem Wert von 0.31 für c) aus. Geben Sie die Temperatur in °C an: e) Bestimmen Sie die von einem Muzen aufgenommene Wärme. Gehen Sie hierfür von einer dimensionslosen Durchschnittstemperatur von 0.35 aus Geben Sie die Wärme in J an: f) Bestimmen Sie die von 1000 Muzen aufgenommene Wärme in kWh. Gehen Sie dafür von 9 kJ für e) aus. Geben Sie die Lösung in kWh an:
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Heat Transfer
Biot Number
Fourier Number
Heat Capacity
Dimensional Analysis
Formulas
Biot Number: Bi = (α * L) / λ
Fourier Number: Fo = (λ * t) / (ρ * cp * L²)
Dimensional Temperature: Θ = (T - T∞) / (T0 - T∞)
Heat Absorbed: Q = ρ * V * cp * ΔT
Theorems
Biot-Fourier Relationship
Heat Conduction in Spherical Coordinates
Suitable Grade Level
University-Level (Mechanical Engineering, Thermodynamics)
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