Wärmeübertragung: Grundlagen und Praxis
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Berlin [u.a.]
Springer
2004
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|---|---|
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INHALTSVERZEICHNIS
FORMALZEICHEN
VII
1
EINLEITUNG UND DEFINITIONEN
1
1.1
ARTEN DER WAERMEUEBERTRAGUNG
...................................................................
3
1.2
DEFINITIONEN...............................................................................................
5
1.2.1
WAERMESTROM UND WAERMESTROMDICHTE
...........................................
5
1.2.2
WAERMEUEBERGANGSZAHL UND WAERMEDURCHGANGSZAHL
......................
5
1.2.3
KINETISCHE KOPPLUNGSGLEICHUNGEN
..............................................
7
1.2.4
MITTLERE
TEMPERATURDIFFERENZ.........................................................
7
1.2.5
ENERGIEBILANZGLEICHUNG.................................................................
9
1.2.6
WAERMELEITFAEHIGKEIT
.......................................................................11
1.3
PROBLEMLOESUNGSMETHODIK
.........................................................................11
2
WAERMELEITUNG IN RUHENDEN STOFFEN
17
2.1
STATIONAERE
WAERMELEITUNG..........................................................................17
2.1.1
WAERMELEITUNG IN EINER EBENEN
WAND...........................................18
2.1.2
WAERMEUEBERGANG DURCH MEHRERE EBENE WAENDE............................22
2.1.3
WAERMELEITUNG IN EINEM
HOHLZYLINDER
...........................................25
2.1.4
HOHLZYLINDER MIT MEHREREN
SCHICHTEN...........................................29
2.1.5
WAERMELEITUNG IN EINER
HOHLKUGEL.................................................33
2.1.6
WAERMELEITUNG MIT SEITLICHEM WAERMETRANSFER
(RIPPEN).................36
2.1.6.1
TEMPERATURVERLAUF IN DER
RIPPE
.......................................37
2.1.6.2
TEMPERATUR AM ENDE DER
RIPPE........................................39
2.1.6.3
WAERMESTROM AM ANFANG DER RIPPE..................................39
2.1.6.4
RIPPENWIRKUNGSGRAD
.......................................................40
2.1.6.5
ANWENDBARKEIT FUER ANDERE GEOMETRIEN
............................41
2.2
INSTATIONAERE
WAERMELEITUNG.......................................................................45
2.2.1
EINDIMENSIONALE INSTATIONAERE
WAERMELEITUNG................................45
2.2.1.1
BESTIMMUNG DER ZEITLICHEN TEMPERATURAENDERUNG.............45
2.2.1.2
BESTIMMUNG DER TRANSFERIERTEN WAERME
............................49
2.2.1.3
SPEZIELLE LOESUNGEN FUER KURZE
ZEITEN................................60
2.2.2
GEKOPPELTE
SYSTEME.....................................................................62
2.2.3
SONDERFAELLE BEI BI = 0 UND BI =
YY
...............................................64
INHALTSVERZEICHNIS
IV
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.4
TEMPERATURAENDERUNG BEI KLEINEN BIOTZAHLEN
................................65
2.2.4.1
EIN KLEINER KOERPER TAUCHT IN EIN FLUID GROSSER MASSE
.......65
2.2.4.2
EIN KOERPER TAUCHT IN EIN FLUID MIT VERGLEICHBARER MASSE.68
2.2.4.3
WAERMETRANSFER DURCH EINEN STROEMENDEN WAERMETRAEGER....70
3
ERZWUNGENE KONVEKTION
73
3.1
KENNZAHLEN...............................................................................................74
3.1.1
NUSSELTZAHL
....................................................................................74
3.1.2
REYNOLDSZAHL
...............................................................................75
3.1.3
PRANDTLZAHL
...................................................................................75
3.2
BESTIMMUNG DER
WAERMEUEBERGANGSZAHLEN
................................................75
3.2.1
ROHRSTROEMUNG
..............................................................................76
3.2.1.1
TURBULENTE ROHRSTROEMUNG...............................................76
3.2.1.2
LAMINARE ROHRSTROEMUNG BEI KONSTANTER WANDTEMPERATUR78
3.2.1.3
GLEICHUNGEN FUER DEN UEBERGANGSBEREICH..........................79
3.2.1.3
ROHRE UND KANAELE NICHT KREISFOERMIGEN QUERSCHNITTS.......86
3.2.2
EBENE
WAND.................................................................................90
3.2.3
QUER ANGESTROEMTE EINZELKOERPER
....................................................90
3.2.4
QUER ANGESTROEMTE
ROHRBUENDEL.....................................................95
3.2.5
ROHRBUENDEL MIT
UMLENKBLECHEN.................................................102
3.3
RIPPENROHRE............................................................................................102
3.3.1
KREISRIPPENROHRE
........................................................................105
4
FREIE KONVEKTION
111
4.1
FREIE KONVEKTION AN VERTIKALEN, EBENEN WAENDEN
..................................112
4.1.1
GENEIGTE, EBENE FLAECHEN
............................................................117
4.2
HORIZONTALE, EBENE
FLAECHEN
....................................................................119
4.3
FREIE KONVEKTION AN
GEKRUEMMTEN FLAECHEN
.............................................120
4.3.1
HORIZONTALER ZYLINDER
.................................................................120
4.3.2
KUGEL
.........................................................................................122
4.4
UEBERLAGERUNG FREIER UND ERZWUNGENER KONVEKTION
................................122
5
KONDENSATION
123
5.1
FILMKONDENSATION REINER,
RUHENDER DAEMPFE
............................................123
5.1.1
LAMINARE FILMKONDENSATION
.......................................................123
5.1.1.1
KONDENSATION GESAETTIGTEN DAMPFES AN EINER SENKRECHTEN
WAND.............................................................................123
5.1.1.2
EINFLUSS DER VERAENDERLICHEN WANDTEMPERATUR
...............127
5.1.1.3
KONDENSATION NASSEN ODER UEBERHITZTEN DAMPFES
.........128
5.1.1.4
KONDENSATION AN GENEIGTEN WAENDEN
...........................128
5.1.1.5
KONDENSATION AN WAAGERECHTEN ROHREN
.......................129
5.1.2
TURBULENTE FILMKONDENSATION
....................................................129
V
INHALTSVERZEICHNIS
5.2
DIMENSIONSLOSE DARSTELLUNG
..................................................................129
5.2.1
LOKALE
WAERMEUEBERGANGSZAHLEN.................................................130
5.2.2
MITTLERE
WAERMEUEBERGANGSZAHLEN...............................................131
5.2.3
KONDENSATION AN WAAGERECHTEN
ROHREN....................................132
5.2.4
VORGEHEN BEI DER BERECHNUNG DER WAERMEUEBERGANGSZAHLEN
......132
5.2.5
DRUCKVERLUST IN ROHRBUENDELN MIT WAAGERECHTEN ROHREN
...........139
5.3
KONDENSATION STROEMENDER,
REINER DAEMPFE
..............................................143
5.3.1
KONDENSATION INNERHALB SENKRECHTER ROHRE
..............................145
5.3.1.1
GLEICHSTROM (ABWAERTS GERICHTETE
DAMPFSTROEMUNG)
........145
5.2.1.2
GEGENSTROM (DAMPFSTROEMUNG NACH OBEN).....................146
5.3.2
KONDENSATION IN DURCHSTROEMTEN, WAAGERECHTEN ROHREN
...........150
6
VERDAMPFUNG
163
6.1
BEHAELTERSIEDEN........................................................................................163
6.1.1
SIEDEN BEI FREIER
KONVEKTION......................................................165
6.1.2
BLASENSIEDEN..............................................................................165
6.2
SIEDEN BEI ERZWUNGENER
KONVEKTION......................................................174
6.2.1
UNTERKUEHLTES
SIEDEN...................................................................174
6.2.2
KONVEKTIVES
STROEMUNGSSIEDEN..................................................175
7 STRAHLUNG
181
7.1
GRUNDGESETZ DER TEMPERATURSTRAHLUNG
...................................................182
7.2
BESTIMMUNG DER WAERMESTROMDICHTE
DER STRAHLUNG
................................184
7.2.1
INTENSITAET UND RICHTUNGSVERTEILUNG DER STRAHLUNG
....................184
7.2.2
EMISSIONSVERHAELTNISSE TECHNISCHER OBERFLAECHEN
.......................185
7.2.3
WAERMEAUSTAUSCH ZWISCHEN FLAECHEN
..........................................186
7.2.3.1
GLEICH GROSSE, PARALLELE GRAUE
PLATTEN..............................188
7.2.3.2
UMSCHLOSSENE KOERPER
...................................................190
7.3
GASSTRAHLUNG..............................................................................198
7.3.1
EMISSIONSVERHAELTNISSE VON RAUCHGASEN
...................................199
7.3.1.1
EMISSIONSVERHAELTNISSE DES WASSERDAMPFES..................200
7.3.1.1
EMISSIONSVERHAELTNISSE DES KOHLENDIOXYDS
...................200
7.3.2
WAERMEAUSTAUSCH ZWISCHEN GAS UND WAND
...............................200
8
WAERMEUEBERTRAGER
207
8.1
DEFINITIONEN UND GRUNDLEGENDE GLEICHUNGEN
........................................207
8.2
BERECHNUNGSKONZEPTE............................................................................210
8.2.1
ZELLENMETHODE
...........................................................................210
8.2.2
BERECHNUNG MIT DER MITTLEREN
TEMPERATUR
..................................215
8.3
VERSCHMUTZUNGSWIDERSTAND
...................................................................228
VI
ANHANG
233
A1:
WICHTIGE PHYSIKALISCHE KONSTANTEN
......................................................233
A2:
STOFFWERTE UNTERKUEHLTEN WASSERS BEI 1 BAR DRUCK
..................................234
A3:
STOFFWERTE GESAETTIGTEN WASSERS UND DAMPFES
.......................................235
A4:
STOFFWERTE DES WASSERS UND DAMPFES
...................................................236
A5:
STOFFWERTE DES WASSERS UND DAMPFES
...................................................237
A6:
STOFFWERTE DES FRIGENS 134A AUF DER SAETTIGUNGSLINIE
..............................238
A7:
STOFFWERTE DER LUFT BEI
1 BAR DRUCK.........................................................239
A8:
STOFFWERTE DE FESTSTOFFE
.........................................................................240
A9:
STOFFWERTE TECHNISCHER WAERMETRAEGER AUF MINERALOELBASIS
.......................241
A10:STOFFWERTE DER KRAFTSTOFFE BEI 1,013 BAR
..................................................242
A11:EMISSIONSKOEFFIZIENTEN VERSCHIEDENER OBERFLAECHEN
...............................243
SACHVERZEICHNIS
246
LITERATUR
249
DEUTSCH-ENGLISCH GLOSSAR
252
|
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