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Wärmeübertragung by Mind Map: Wärmeübertragung
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Wärmeübertragung

Konvektion

erzwungene K.

Einfache laminare Scherströmungen, Couette-Strömung (mit Dissipation), Brinkman-Zahl, Wärmeübertragung in der Couette-Str. Nu1,2, Voll ausgebildete, laminare Rohrströmung, Nu=4,36

Einfache turbulente Scherströmungen, Logarithmische Geschwindigkeits- und Temperaturprofile, C1, D2 universelle Konst., C1 =ca. 2,5, D1=ca. 2,2, C2, D2(Pr), Voll-ausgebildete, turbulente Rohrströmung, Stanton-Zahl, Rohrwiderstandszahl, konvektiver Wärmestrom/Enthalpiestrom, St=Nu/(Re*Pr)

Strömungs- und Temperaturgrenzschichten (Beispiel ebene Platte), Laminare Grenzschichtströmungen, Re >>1; Pe>>1, Plattengrenzschicht, Nux, Rex, Prandtl-Zahl, Pr=Wärmestromtransport/Widerstandsbeiwert, Pr=1, z.B.: Gas, Pr->0, z.B.: fl. Metalle, Pr->inv., z.B.: Öl, NuP, NuP=2Nux(L), Turbulente Grenzschichtströmungen, Plattengrenzschicht, Stanton-Zahl, St=ca. 1/2*C1/D1*C'w, Reynoldssche Analogie

Wärmeübergang an umströmten Körpern mit Grenzschicht-Ablösung, querangeströmter Zylinder, elliptische Zylinder bis 1/4=Breite/Länge wie Platte rechnen

natürliche K.

Vertikale Wand (laminare Grenzschicht-Strömung; kritische Rayleigh-Zahl), Grashof-Zahl, Gr:=g*ß*(Tw-Tinv.)*x^3/(ny^2), Gr ist für natürliche Konv. wie Re für erzwungene Konv., Wärmeübergang an vertikaler Platte, Nux, Pr=1: Nux=0,40*Grx^(1/4), Grx, NuP, NuP:=(qw,m*L)/(lamb*(Tw-Tinv.)=4/3*Nux(L), Strömungsgeschwindigkeite abhängig von Wandabstand, Temperatur abhängig von Wandabstand, Reyleigh-Zahl, Ra=Gr*Pr, Beispiel: Rechteckige Platte (Heizkörper) effizienter hochgestellt oder quer?

Horizontaler Kreiszylinder

Auftriebsstrahl (plume), Laminare Strömung, Beispiel: Ebener Auftriebsstrahl, Turbulenter Auftriebsstrahl

Hohlräume

Horizontale Platte

Rayleigh-Bénard-Konvektion, Freie Oberfläche, Re(krit)=1100, feste obere Wand, Re(krit)=1700

gemischt K.

Wärmestrahlung

Strahlungsaustausch zwischen Wänden

Absorption, Reflexion und Emission, Absorptionsverhältniszahl, Reflexionsverhältniszahl, Strahlungsgesetz von Stefan (exp.) und Boltzmann (theoret.), Schwarze Wand, Emittieren, Stefan-Boltzmann-Konstante, 5,67*10^-8 W/(m^2*K^4), Emissionsvermögen, Graue Wand

Strahlungsaustausch zwischen schwarzen Wänden, Sichtfaktoren

Strahlungsaustauschw zwischen plan-parallelen, grauen Wänden, Strahlungsaustausch-Verhältnis

Wärmeleitung

1-dim.

Wärmestromdichte Fourier

Kinetische Deutung der WL in Gas

Wärmeleitungsgleichung

Temperaturleitfähigkeit

Thermodynamik

thermisches Gleichgewicht

Erster Hauptsatz

Enthalpie

Phasenumwandlungen

Erstarren

Reine Stoffe, flüssig(Schmelze)->fest(kristallin), Frontmodell nach Stefan, sehr große Kristallisationsraten, Kinetisches Modell, Kinetisches Zonenmodell

Erstarren von Legierungen, Phasengleichgewicht, Bereiche fest, flüssig u. zwiphasig ("mushy")

Einfluß von Konvektion, Erstarren (Gefrieren) von oben

Kondensation

Tropfen- bzw. Filmkondensation

Filmkondensation an vertikaler Wand, Nußeltsche Theorie der Filmkondensation

Problemstellung

Wärmeübergangsproblem

Mittlere WÜ-Koeffizient

Nußelt-Zahl

Thermometerproblem

Kopplung WÜ-WL

Inverse Probleme

Maßstabsvergrößerungen

Ähnlichkeitsgesetze, dim. lose Kennzahlen

Methoden

Stabilität stat. Zustände