Wärmeübertragung

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Wärmeübertragung by Mind Map: Wärmeübertragung

1. Konvektion

1.1. erzwungene K.

1.1.1. Einfache laminare Scherströmungen

1.1.1.1. Couette-Strömung (mit Dissipation)

1.1.1.1.1. Brinkman-Zahl

1.1.1.1.2. Wärmeübertragung in der Couette-Str. Nu1,2

1.1.1.2. Voll ausgebildete, laminare Rohrströmung

1.1.1.2.1. Nu=4,36

1.1.2. Einfache turbulente Scherströmungen

1.1.2.1. Logarithmische Geschwindigkeits- und Temperaturprofile

1.1.2.1.1. C1, D2 universelle Konst.

1.1.2.1.2. C2, D2(Pr)

1.1.2.2. Voll-ausgebildete, turbulente Rohrströmung

1.1.2.2.1. Stanton-Zahl

1.1.3. Strömungs- und Temperaturgrenzschichten (Beispiel ebene Platte)

1.1.3.1. Laminare Grenzschichtströmungen

1.1.3.1.1. Re >>1; Pe>>1

1.1.3.1.2. Plattengrenzschicht

1.1.3.2. Turbulente Grenzschichtströmungen

1.1.3.2.1. Plattengrenzschicht

1.1.4. Wärmeübergang an umströmten Körpern mit Grenzschicht-Ablösung

1.1.4.1. querangeströmter Zylinder

1.1.4.1.1. elliptische Zylinder bis 1/4=Breite/Länge wie Platte rechnen

1.2. natürliche K.

1.2.1. Vertikale Wand (laminare Grenzschicht-Strömung; kritische Rayleigh-Zahl)

1.2.1.1. Grashof-Zahl

1.2.1.1.1. Gr:=g*ß*(Tw-Tinv.)*x^3/(ny^2)

1.2.1.1.2. Gr ist für natürliche Konv. wie Re für erzwungene Konv.

1.2.1.2. Wärmeübergang an vertikaler Platte

1.2.1.2.1. Nux

1.2.1.2.2. Grx

1.2.1.2.3. NuP

1.2.1.2.4. Strömungsgeschwindigkeite abhängig von Wandabstand

1.2.1.2.5. Temperatur abhängig von Wandabstand

1.2.1.2.6. Reyleigh-Zahl

1.2.1.2.7. Beispiel: Rechteckige Platte (Heizkörper) effizienter hochgestellt oder quer?

1.2.2. Horizontaler Kreiszylinder

1.2.3. Auftriebsstrahl (plume)

1.2.3.1. Laminare Strömung

1.2.3.1.1. Beispiel: Ebener Auftriebsstrahl

1.2.3.2. Turbulenter Auftriebsstrahl

1.2.4. Hohlräume

1.2.5. Horizontale Platte

1.2.6. Rayleigh-Bénard-Konvektion

1.2.6.1. Freie Oberfläche

1.2.6.1.1. Re(krit)=1100

1.2.6.2. feste obere Wand

1.2.6.2.1. Re(krit)=1700

1.3. gemischt K.

2. Wärmestrahlung

2.1. Strahlungsaustausch zwischen Wänden

2.1.1. Absorption, Reflexion und Emission

2.1.1.1. Absorptionsverhältniszahl

2.1.1.2. Reflexionsverhältniszahl

2.1.1.3. Strahlungsgesetz von Stefan (exp.) und Boltzmann (theoret.)

2.1.1.3.1. Schwarze Wand

2.1.1.3.2. Emittieren

2.1.1.3.3. Graue Wand

2.1.2. Strahlungsaustausch zwischen schwarzen Wänden

2.1.2.1. Sichtfaktoren

2.1.3. Strahlungsaustauschw zwischen plan-parallelen, grauen Wänden

2.1.3.1. Strahlungsaustausch-Verhältnis

3. Wärmeleitung

3.1. 1-dim.

3.2. Wärmestromdichte Fourier

3.3. Kinetische Deutung der WL in Gas

3.4. Wärmeleitungsgleichung

3.5. Temperaturleitfähigkeit

4. Thermodynamik

4.1. thermisches Gleichgewicht

4.2. Erster Hauptsatz

4.3. Enthalpie

5. Phasenumwandlungen

5.1. Erstarren

5.1.1. Reine Stoffe

5.1.1.1. flüssig(Schmelze)->fest(kristallin)

5.1.1.2. Frontmodell nach Stefan

5.1.1.2.1. sehr große Kristallisationsraten

5.1.1.3. Kinetisches Modell

5.1.1.4. Kinetisches Zonenmodell

5.1.2. Erstarren von Legierungen

5.1.2.1. Phasengleichgewicht

5.1.2.2. Bereiche fest, flüssig u. zwiphasig ("mushy")

5.1.3. Einfluß von Konvektion

5.1.3.1. Erstarren (Gefrieren) von oben

5.2. Kondensation

5.2.1. Tropfen- bzw. Filmkondensation

5.2.2. Filmkondensation an vertikaler Wand

5.2.2.1. Nußeltsche Theorie der Filmkondensation

6. Problemstellung

6.1. Wärmeübergangsproblem

6.1.1. Mittlere WÜ-Koeffizient

6.1.2. Nußelt-Zahl

6.2. Thermometerproblem

6.3. Kopplung WÜ-WL

6.4. Inverse Probleme

6.5. Maßstabsvergrößerungen

6.5.1. Ähnlichkeitsgesetze, dim. lose Kennzahlen

6.5.2. Methoden

6.6. Stabilität stat. Zustände