Würze mit Eis kühlen

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cosmophobia
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Würze mit Eis kühlen

#1

Beitrag von cosmophobia »

Hallo,

von manch einem habe ich ja schon gelesen, dass die Würze mit Eis gekühlt wird und über überlege dieses Verfahren zu übernehmen, um die letzten paar Grad bis zur Anstelltemperatur schnell zu überwinden.
Da ich immer ein wenig HG braue würde ich das Verdünnungswasser einfach einfrieren und in der Würze schmelzen lassen.

Gibt es zu dem Thema ein Mischkreuz oder Online (von mir aus auch Excel usw.) -Rechner, der mir sagt, wie viel Eis ich ca. brauche?
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hutschpferd
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Re: Würze mit Eis kühlen

#2

Beitrag von hutschpferd »

cosmophobia hat geschrieben: Da ich immer ein wenig HG braue würde ich das Verdünnungswasser einfach einfrieren und in der Würze schmelzen lassen.
Hä?
Da du immer Hauptgärung braust, Hauptguss braust?!
Gibt es zu dem Thema ein Mischkreuz oder Online (von mir aus auch Excel usw.) -Rechner, der mir sagt, wie viel Eis ich ca. brauche?
1kg Eis=1kg Wasser=~1l Wasser

Hau einfach rein, ich hab das früher gemacht als ich noch keinen Kühler hatte.
Klappte wunderbar.
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hiasl
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Re: Würze mit Eis kühlen

#3

Beitrag von hiasl »

Sag mal an, welche Mengen Würze, welche Verdünnung und welche Temperaturdifferenz so anliegen. Dann kann ich dir das mal ausrechnen.
Gruß
Matthias
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tauroplu
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Re: Würze mit Eis kühlen

#4

Beitrag von tauroplu »

Er hat sich halt verschrieben, ist doch klar, was er meinte, nicht HG sonder UG...
Beste Grüße
Michael

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Boludo
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Re: Würze mit Eis kühlen

#5

Beitrag von Boludo »

Blöd ist halt, dass Du die Würze damit verdünnst. Und das Eis sollte auch halbwegs hygienisch hergestellt worden sein.
Man kann auch Plastikflaschen mit Wasser einfrieren und diese dann reinwerfen.
Oder halt die klassischen Kühlakkus.

Stefan
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Alt-Phex
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Re: Würze mit Eis kühlen

#6

Beitrag von Alt-Phex »

Mit HG ist wohl eher High Gravity gemeint
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tauroplu
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Re: Würze mit Eis kühlen

#7

Beitrag von tauroplu »

Jo, hast Recht... :redhead
Beste Grüße
Michael

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Bierjunge
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Re: Würze mit Eis kühlen

#8

Beitrag von Bierjunge »

hutschpferd hat geschrieben:
cosmophobia hat geschrieben:Gibt es zu dem Thema ein Mischkreuz oder Online (von mir aus auch Excel usw.) -Rechner, der mir sagt, wie viel Eis ich ca. brauche?
1kg Eis=1kg Wasser=~1l Wasser
Ich glaube fast, so schlau wäre cosmophobia auch selber gewesen...

Ich bin mir aber fast sicher, er hätte viel lieber wisser wollen, dass zum Schmelzen vonb 1 kg Eis 334 kJ Wärme benötigt werden, während zur Temperaturerhöhung von 1 l Wasser um 1 Grad nur 4,182 kJ Wärme nötig sind.

Das heißt per Dreisatz, dass Du durch das Schmelzen von 1 kg Eis z.B. 10 l Wasser um 8 Grad abkühlen kannst.

Moritz
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Neubierig
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Re: Würze mit Eis kühlen

#9

Beitrag von Neubierig »

Wird es so berechnet? Ich hätte gedacht, die Temperatur des Eis eine Rolle spielt, und dass man es einfach als "kaltes Wasser" betrachten könnte. Ebenso spielt die Temperatur der Würze eine Rolle:

10 l Würze @ 100°C plus 1kg Eis @ -32°C ergibt 11l Würze @ 88°C => delta -12°C

aber:

10 l Würze @ 20°C plus 1kg Eis @ -32°C ergibt 11l Würze @ 15°C => delta -5°C


Und dein Eis könnte natürlich eine andere Temperatur haben ...
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Re: Würze mit Eis kühlen

#10

Beitrag von cosmophobia »

Erstmal sorry für die Verwirrung. Natürlich meite ich High Gravity, ich dachte, das ist aus dem Kontext eindeutig genug.

Also es ist ja anscheinend so, dass sowohl der Temperaturunterschied, als auch die Tatsache, dass das Eis erst schmelzen muss einfließen müssen.
Wenn es keinen fertigen Rechner geben sollte, hat vielleicht jemand ne Formel, wo man nur die Variablen einsetzen muss?
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Bierwisch
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Re: Würze mit Eis kühlen

#11

Beitrag von Bierwisch »

Neubierig hat geschrieben:... dass man es einfach als "kaltes Wasser" betrachten könnte. ...
Nein, Eis ist physikalisch kein kaltes Wasser, da es sich beim Schmelzen um eine Phasenübergang handelt und dafür extra Energie benötigt wird
Der Klügere kippt nach!
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Re: Würze mit Eis kühlen

#12

Beitrag von cosmophobia »

Wäre es ausreichend, wenn ich einfach die Temperatur berechne, wie wenn ich Wasser mische und dann noch die von Bierjunge genannten 8°C pro 1 kg Eis & 10 l Wasser abziehe?
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Neubierig
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Re: Würze mit Eis kühlen

#13

Beitrag von Neubierig »

Bierwisch hat geschrieben:
Neubierig hat geschrieben:... dass man es einfach als "kaltes Wasser" betrachten könnte. ...
Nein, Eis ist physikalisch kein kaltes Wasser, da es sich beim Schmelzen um eine Phasenübergang handelt und dafür extra Energie benötigt wird
Hast Du natürlich Recht - Dampf bei 100°C hat mehr Energie als Wasser bei 100°C, das gleiche gilt natürlich für Wasser / Eis
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Re: Würze mit Eis kühlen

#14

Beitrag von fg100 »

mit 333 kJ/kg Schmelzwärme
ca. 2,060 kJ/(Kg*K) spez. Wärmekapazität von Eis
und ca. 4,190 kJ/(Kg*K) spez. Wärmekapazität von Wasser

Daraus errechnet man sich, dass 1kg Eis aus der Gefriertruhe (bei -18°C) in etwa 10l Wasser(Würze) um 8,8°C senken. Bei 20l eben nur um 4,4°C.

Oder zum Berechnen: Formel: ohne Einheiten. Würze und Eismenge in kg einsetzen. Temperatur in °C

Eismenge = (Würzemenge * 4,19 * gewünschte Temperaturdifferenz) / (333 + 2,06 * Eistemperatur)

Hoffe ich mabe mich so mal beim Umstellen der Formeln im Kopf nicht vertan.
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Re: Würze mit Eis kühlen

#15

Beitrag von cosmophobia »

Ums mir zu merken und falls es wer gebrauchen kann: https://jsfiddle.net/7h79xz13/1/
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§11
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Re: Würze mit Eis kühlen

#16

Beitrag von §11 »

Aber wie beim Dampf müsste man doch auch beides einfließen lassen.

Erst kühlt das Eis als Festkörper das Wasser bis es 0 Grad erreicht hat, dann entzieht es der Würze die Energie für den Phasenübergang und dann hat man eben die Menge an Wasser mit 0 Grad, die die Mischung ebenfalls kühlen. Oder?

Jan
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bierfaristo
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Re: Würze mit Eis kühlen

#17

Beitrag von bierfaristo »

Genau so ist es. Wobei zu beachten ist, dass die spez. Wärmekapazität zum einen von der Temperatur abhängt (für diesen Fall vermutlich vernachlässigbar), zum anderen Eis etwa nur die halbe spez. Wärmekapazität aufweist.
Fühle mich oft unverstanden, bin vermutlich ein Genie.
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Re: Würze mit Eis kühlen

#18

Beitrag von Pepsin »

Hier mein Link für die Berechnung. Zwar auf Englisch, aber relativ einfach zu verstehen denke ich.

Grüße,
Stefan
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brauflo
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Re: Würze mit Eis kühlen

#19

Beitrag von brauflo »

Hallo zusammen,

ich habe ein Verständnisproblem.

Am Wochenende möchte ich meine Würze mit zuvor aufbereitetem und
eingefrorenem Brauwasser kühlen.

Meine angenommenen Werte:

27l Würze mit 98°C (entspricht 25920 g)
Abkühlen auf 80°C -> Delta T: 18°C
Angenommene Menge Eis:
3000g bei -18°C

Wenn ich jetzt mit der Formel von fg100 (Post 14) arbeite komme ich für
Delta T 18°C auf 6,9 kg Eis

27*4,19*18 / 333+2,06*-18 = 6,881

Wenn ich in die Formel von
http://www.onlineconversion.com/mixing_water.htm

6,88 kg Eis eingebe, erhalte ich

RESULT:
31920g of water in temperature 61.21045802843631 C deg


Auf die Zieltemperatur von 80°C komme ich, wenn ich 2,6 kg Eis zugebe.

RESULT:
28520g of water in temperature 80.15733013496953 C deg

Habe ich irgendetwas übersehen?
Einen Denkfehler?

Dank Euch für eine Beurteilung

Florian
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... wollte ich immer schon mal machen...


Meine Vorstellung:
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Re: Würze mit Eis kühlen

#20

Beitrag von Felix83 »

Ich nehm einfach 8 Kühlakkus und gebe sie in zwei von außen desinfizierte Gefriebeutel (solche, die man auch kochen kann).
Bei Flame out halte ich die Beutel für 5 min ins Wasser. Damit komm ich auf ca. 85 Grad.
When you don't know what you are doing, anything is possible. - Tony Magee
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Re: Würze mit Eis kühlen

#21

Beitrag von mavro »

Hi Florian,

ich habe auch bisher immer mit Eisblöcken rum hantiert.

Tu Dir das am besten einfach gar nicht an.

Kaufe Dir eine Kühlschlange. Ich bin z.B. mit 25 Liter mit dieser hier super zufrieden:
http://www.braupartner.de/shop/Edelstah ... 5_mtr_23cm)_121.phtml

oder eine Nummer größer, wenn Du mehr Ausschlag hast
http://www.braupartner.de/shop/Edelstah ... 0_mtr_32cm)_122.phtml

Die geht sehr schnell auf 30 Grad runter.

Damit ich nicht ewig warten muss und da ich die Kühlspriale nicht bewegen will, gebe ich für die letzten paar Grad dann einfach einen kleinen Eisblock aus abgekochtem Wasser hinzu von 2-3 Liter.

Und nach wenigen Minuten bist Du auf Anstelltemperatur.
Viele Grüße, Andreas
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Bierjunge
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Re: Würze mit Eis kühlen

#22

Beitrag von Bierjunge »

brauflo hat geschrieben: Habe ich irgendetwas übersehen?
Einen Denkfehler?

Dank Euch für eine Beurteilung
Der Unterschied ist offenbar der, dass der Online-Rechner nicht nur die Schmelzwärme des Eises berücksichtigt (dann käme ich nämlich ebenfalls auf 6,8 kg Eis), sondern zusätzlich, dass sich das Eis erstmal von -18°C auf 0°C erwärmen muss, und dass sich nach dessen Schmelzen das 0°C kalte Schmelzwasser mit der Würze vermischt.

Schnell mal von Hand überschlagen:
26 kg Wasser von 98°C auf 80°C abzukühlen liefert 1965 kJ.
2,6 kg Eis von -18°C auf 0°C zu erwärmen verbraucht 103 kJ.
2,6 kg Eis zu schmelzen verbraucht 865 kJ.
2,6 kg Schmelzwasser von 0°C auf 80°C zu erwärmen verbraucht 874 kJ.

Da klafft jetzt zwar immer noch eine kleine Differenz von ca. 100 kJ, aber zumindest größenordnungsmäßig hat der online-Rechner schon Recht.

Moritz
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brauflo
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Re: Würze mit Eis kühlen

#23

Beitrag von brauflo »

Vielen Dank Euch beiden!

@mavro
Das ist grundsätzlich mein Plan.
Aber:
A) das wollte ich immer schon mal machen.....
B) ich möchte am Wochenende schon brauen
C) ich geht es durchaus auch um das Verständnis dieses (scheinbaren?) Widerspruches

@felix
Das hört sich pragmatisch an.
Welches Würzevolumen kühlst Du mit den 8 Akkus?
Aber:
A) mir ist die Vorstellung,dort Plastik reinzuhängen nicht sympathisch, dann lieber Brauwasser schmelzen
B) siehe oben C)

Viele Grüße

Florian

Edit:
Moritz, ich bin beeindruckt!
Das war schnell, präzise und verständlich..
Vielen Dank..
Dann werde ich nach dem Online Rechner gehen...
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Re: Würze mit Eis kühlen

#24

Beitrag von Alt-Phex »

Es gibt auch Kühlakkus aus Edelstahl, kosten halt was.
https://www.kivanta.de/Onyx-Kuehlakku-aus-Edelstahl
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Re: Würze mit Eis kühlen

#25

Beitrag von brauflo »

Vielen Dank für die kurze Nachhilfe in Thermodynamik.
Wenn ich mich nicht irre hatten §11 und bierfaristo auf diese Lücke in der Formel hingewiesen.
Da war mal was.
Habe es jetzt selbst noch einmal nachgeschlagen und nachgerechnet und komme auf ähnliche Ergebnisse​.

Für andere zum gedanklich nachvollziehen noch einmal ausführlich.
Habe jetzt mit 2,7 kg Eis gerechnet:

c Eis = 2,06 kJ/kg×K
c Wasser = 4,2 kJ/kg×K
s Eis (Schmelzenergie) = 333 kJ/kg

Für das Eis ( 2,7 kg, ∆T=18K)
2,06×2,7×18 = 100,116 kJ

Eis schmelzen (0°C fest zu 0°C flüssig)
2,7×333 = 899,1 kJ

Schmelzwasser (2,7 kg, ∆T=80K)
4,2×2,7×80 = 907,2 kJ
Summe:1906,4 kJ

Würze (26 kg, ∆T = 18K)
4,2×26×18 = 1965,6 kJ

∆Q = 60J

Das passt also relativ gut.

Herzlichen Dank!

@Alt-Phex
Merci vielmals, schaue ich mir mal an

Grüße

Florian
Zuletzt geändert von brauflo am Freitag 17. März 2017, 13:58, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Würze mit Eis kühlen

#26

Beitrag von MaHoHeWa »

brauflo hat geschrieben: 27l Würze mit 98°C (entspricht 25920 g)

Habe ich irgendetwas übersehen?
Einen Denkfehler?

Dank Euch für eine Beurteilung

Florian
Deine 27l heisse Würze werden wahrscheinlich schwerer sein, du kochst ja nicht nur Wasser (bei 12 mas% ca 27.125kg).
Im brau!magazin habe eine Tabelle zur Wärmekapazität von Würze gefunden.
Ein par Prozent Abweichung von der Berechnung sind da schon zu erwarten.
Bei 12 mas%, 20°C und 25.9l (=27l x 0.96) kalter Würze gegenüber der selben Menge Wasser bekomme ich überschlagsmässig auf 3% Unterschied bei der Wärmeaufnahme.
(25.920 x 4.19)/(27.125 x 3.8897)=1.029

Die Abweichung spielt am Ende wohl trotzdem keine grosse Rolle.

Gruss
Kolja
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Re: Würze mit Eis kühlen

#27

Beitrag von brauflo »

Hi Kolja,
Ja Du hast Recht.
Ich habe mit Dichte und Wärmekapazität von heissem Wasser gerechnet.
Dank Dir für die Präzisierung.

Im Endeffekt wird es vermutlich nicht viel ausmachen.
Ich werde mal mit 2,7 kg gefrorenem Brauwasser arbeiten und schauen, wie sich das bewährt.

Viele Grüße

Florian
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Re: Würze mit Eis kühlen

#28

Beitrag von brauflo »

Ich kann von meinem Eis-Versuch berichten.

Das hat so perfekt funktioniert, daß ich mir die Anschaffung einer Kühlspirale erst mal spare.

Der Berechnung oben folgend hatte ich 2,7 l aufbereitetes Brauwasser in mehreren Tupperschalen eingefroren und nach der Kochzeit in den Sudkessel geworfen.
Damit kam ich innerhalb von 90 Sekunden von 99°C auf 81°C und konnte sofort, den Whirlpool-Hopfen dazugeben und andrehen.

Wieder etwas, was ich schon immer mal machen wollte...
:thumbsup

Viele Grüße und heute doppelt Dank an Moritz!

Florian
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Re: Würze mit Eis kühlen

#29

Beitrag von Bierjunge »

Schön, dass es geklappt hat (und dass die Physik Recht behalten hat)!
brauflo hat geschrieben:Das hat so perfekt funktioniert, daß ich mir die Anschaffung einer Kühlspirale erst mal spare.
Um eine neue Baustelle aufzureißen: :Angel
Und wie kommst Du dann von den 80°C runter auf Anstelltemperatur?
Zumindest dafür hätte eine Kühlspirale weiterhin ihre Berechtigung...

Moritz
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Re: Würze mit Eis kühlen

#30

Beitrag von brauflo »

Vollkommen berechtigter Einwand...
Dafür benutze ich schon seit Jahr und Tag diesen hier:
IMG_20170318_173011638.jpg
Hat bei den Temperaturen heute von -naja-, dann vielleicht 77-78°C in kurzer Zeit auf 17° heruntergekühlt.
Die Anschaffung einer extra Würzekühlung nur um die Nachisomerisierungszeit besser kontrollieren zu können, hätte ich mir bei Misslingen der Eismethode tatsächlich überlegt.

So, hat sich das Thema erledigt...
:Angel

Viele Grüße und ein schönes Wochenende
:Drink

Und an alle Göttinger:
..Bis nachher...

Florian
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Re: Würze mit Eis kühlen

#31

Beitrag von olibaer »

Hallo zusammen,

ich glaube es ist schon Jahre her, dass ich hier mal nachgefragt habe, ob jemand solch eine Berechnung in einer Anwendung benötigt.
Die Methode hatte ich zu diesem Zeitpunkt längst ausprogrammiert, hab sie aber nie in den BRD eingebunden - wozu auch, kein Bedarf ersichtlich.

Ich poste Dir mal den Quellcode - Zeilen mit // oder /// beginnend sind Kommentare, der Rest ist Code.
Wenn Du dich da ein wenig reinfummelst, findest Du einen allgemeinen Lösungsansatz.

Viel Spaß damit :-)

Gruß
Oli

Code: Alles auswählen

        /// <summary>
        /// spez. Wärmekapazität Wasser kJ/kg*K
        /// </summary>
        private static double cWasser = 4.19;
        /// <summary>
        /// spez. Wärmekapazität Wassereis kJ/kg*K
        /// </summary>
        private static double cEis = 2.1;
        /// <summary>
        /// Schmelzenthalpie Wassereis kJ/kg
        /// </summary>
        private static double QschmelzEis = 333.5;
        /// <summary>
        /// Schmelztemperatur Wassereis
        /// </summary>
        private static double TschmelzTempEis = 0.0;

		
        /// <summary>
        /// Berechnet die Wassereismenge in kg die nötig ist, um eine Wassermenge von einer Ist-Temperatur in °C 
        /// auf eine Misch-bzw. Zieltemperatur in °C abzukühlen. 
        /// </summary>
        /// <param name="istKGwasser">Die Menge Wasser die abgekühlt werden soll in kg </param>
        /// <param name="istTemperaturWasser">Die Ist-Temperatur der Menge Wasser in °C </param>
        /// <param name="zielTemperaturWasser">Die Ziel- bzw. Mischtemperatur in °C die durch die Zugabe von Wassereis erreicht werden soll </param>
        /// <param name="istTemperaturEis">Die Ist-Temperatur des Wassereis in °C das zugegeben wird</param>
        /// <returns>double, Wassereisbedarf zur Abkühlung in kg</returns>
        public static double EisBedarfZurAbkuehlung( double istKGwasser, double istTemperaturWasser, double zielTemperaturWasser, double istTemperaturEis ) {
            if ( zielTemperaturWasser >= istTemperaturWasser || istTemperaturEis >= TschmelzTempEis )
                return 0;
            // Insgesamt gilt: Qauf = Qab 
            // Qab ist die Energie die nötig ist, um das Wasser auf Misch- bzw. Zieltemperatur abzukühlen, Qauf ist die Energie die nötig ist, um das Eis zu schmelzen.
            // Sie setzt sich aus drei Teilen zusammen: 1. Eis erwärmen, 2. Eis schmelzen, 3. Schmelzwasser von Schmelztemperatur auf Misch-bzw. Zieltemp. erwärmen.
            // Qab: Abkühlung der Zielmenge auf Misch- bzw. Zieltemperatur in kJ/kg
            double Qab = ( istTemperaturWasser - zielTemperaturWasser ) * istKGwasser * cWasser;
            // Qauf1: Eis auf 0°C erwärmen kJ/kg
            double Qauf1 = ( TschmelzTempEis - istTemperaturEis ) * cEis;
            // Qauf2: Eis schmelzen kJ/kg
            double Qauf2 = QschmelzEis;
            // Qauf3:  von Schmelzwasser von Schmelztemperatur. (0°C) auf Misch- bzw. Zieltemperatur erwärmen kJ/kg
            double Qauf3 = ( zielTemperaturWasser - TschmelzTempEis ) * cWasser;
            
            // Qauf = Qab - der nötige Eisbedarf in kg 
            return Qab / ( Qauf1 + Qauf2 + Qauf3 );
        }


Gruss
Oli
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Re: Würze mit Eis kühlen

#32

Beitrag von brauflo »

Hi Oli,
welche Sprache ist das?

Ich bewege mich meist auf der Linux-Konsole und gelegentlich in Visual Basic.

Dies sieht nach keinem von beidem aus....
Ist das Windows Kommandozeile?
Grüße

Florian
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Re: Würze mit Eis kühlen

#33

Beitrag von olibaer »

Hi Flo,
brauflo hat geschrieben:Hi Oli,
welche Sprache ist das?
C#

Gruss
Oli
Gruss
Oli
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brauflo
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Re: Würze mit Eis kühlen

#34

Beitrag von brauflo »

Aha!

Dank Dir.
So sieht C# aus....

Jetzt,da ich die Physik dahinter verstehe, kann ich das bei Bedarf auch rasch per Hand ausrechnen.
... oder halt den verlinkten online-Rechner benutzen.
http://www.onlineconversion.com/mixing_water.htm

Aber, nur um meine Neugier zu befriedigen....
Was mache ich mit dem Code?
Muss ich den irgendwo einbinden, kompilieren oder was stelle ich damit an?
Das wäre dann mein erster Schnipsel C# den ich zu laufen kriege!
Getreu meinem Motto:

... wollte ich immer schon mal machen...
:Greets
Viele Grüße

Florian
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... wollte ich immer schon mal machen...


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olibaer
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Re: Würze mit Eis kühlen

#35

Beitrag von olibaer »

Hi Florian,

im Code verbirgt sich ein nüchternes Rechenwerk - darum geht es.
Das extrahierst Du in seinen Inhalten und bindest es ein wo immer du möchtest. Eine Exceltabelle kann hier als "Zielanwendung" genügen.

Gruß
Oli
brauflo hat geschrieben:Aha!

Dank Dir.
So sieht C# aus....

Jetzt,da ich die Physik dahinter verstehe, kann ich das bei Bedarf auch rasch per Hand ausrechnen.
... oder halt den verlinkten online-Rechner benutzen.
http://www.onlineconversion.com/mixing_water.htm

Aber, nur um meine Neugier zu befriedigen....
Was mache ich mit dem Code?
Muss ich den irgendwo einbinden, kompilieren oder was stelle ich damit an?
Das wäre dann mein erster Schnipsel C# den ich zu laufen kriege!
Getreu meinem Motto:

... wollte ich immer schon mal machen...
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Viele Grüße

Florian
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Re: Würze mit Eis kühlen

#36

Beitrag von brauflo »

Ich probiere das mal.
Dank Dir.
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