Verfügbarkeit: Wärmeübertragung

Wärmeübertragung: physikalische Grundlagen und ausführliche Anleitung zum Lösen von Aufgaben

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Herwig, Heinz (VerfasserIn), Moschallski, Andreas (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2019]
Ausgabe:	4., überarbeitete und erweiterte Auflage
Schlagworte:	Wärmeübertragung Biotzahl Entropieproduktion Gasstrahlung Globalbilanz IT-Theorem Kondensator Phasenwechsel Sieden Strahlungsaustausch Temperaturmessung Verdampfer Wärme Zweiphasen erzwungene Konvenktion konvektiver Wärmeübergang sehr ausführlich erklärte Beispiele und Aufgaben turbulente Strömung Engineering Thermodynamics, Heat and Mass Transfer Mechanical Engineering Engineering Aufgabensammlung Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXI, 366 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	9783658264000 3658264004

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS VERZEICHNIS DER ILLUSTRIERENDEN BEISPIELE XV FORMELZEICHEN XVII TEIL A EINFUEHRUNG 1 EINFUEHRENDE BEISPIELE 3 1.1 ZWEI BEISPIELE AUS DEM ALLTAG ................................................................................ 3 1.2 ZWEI BEISPIELE AUS TECHNISCHEN ANWENDUNGEN ....................................................... 4 2 BEGRIFFS- UND ZIELBESTIMMUNG 7 2.1 WAS IST WAERME ? ...................................................................................................... 7 2.2 WAS IST WAERMEUEBERTRAGUNG ? ................................................................................ 8 2.3 WAS IST EINE GUTE WAERMEUEBERTRAGUNG ? ................................................................. 8 2.4 WAS SOLL DAS FACHGEBIET WAERMEUEBERTRAGUNG LEISTEN KOENNEN? ............................ 10 3 ALLGEMEINE BETRACHTUNGEN ZUM WAERMEUEBERGANG AN SYSTEMGRENZEN 13 3.1 KURZ-CHARAKTERISIERUNG VERSCHIEDENER WAERMEUEBERTRAGUNGSSITUATIONEN ............... 13 3.2 LEITUNGSBASIERTER UND STRAHLUNGSBASIERTER ENERGIETRANSPORT UEBER EINE SYSTEMGRENZE 14 3.3 THERMISCHE RANDBEDINGUNGEN, KONJUGIERTE PROBLEME ........................................... 15 3.4 ENTROPIEPRODUKTION BEI DER WAERMEUEBERTRAGUNG .................................................... 17 3.5 DER GRENZFALL REVERSIBLER WAERMEUEBERTRAGUNG ........................................................ 18 4 DIMENSIONSANALYTISCHE UEBERLEGUNGEN 21 4.1 VORUEBERLEGUNGEN .......................................................................................................... 21 4.2 DAS FL-THEOREM ......................................................................................................... 21 4.3 ANWENDUNG DES FL-THEOREMS AUF PROBLEME DER WAERMEUEBERTRAGUNG ....................... 23 4.4 KENNZAHLEN VERSUS EMPIRISCHE KOEFFIZIENTEN ........................................................... 24 4.5 UNTERSUCHUNGEN IM MODELLMASSSTAB ........................................................................... 26 TEIL B LEITUNGSBASIERTER WAERMEUEBERGANG 5 WAERMELEITUNG 29 5.1 ENERGIEBILANZ ................................................................................................................ 29 5.2 FOURIER-ANSATZ ALS KONSTITUTIVE GLEICHUNG .............................................................. 31 5.3 STATIONAERE, EINDIMENSIONALE WAERMELEITUNG .............................................................. 33 5.4 WAERMEDURCHGANG .......................................................................................................... 36 5.5 INSTATIONAERE WAERMELEITUNG, EINFLUSS DER BIOT-ZAHL ................................................. 37 5.6 INSTATIONAERE WAERMELEITUNG IN EINER HALBUNENDLICHEN EBENEN WAND ......................... 40 X INHALTS VERZEICHNIS 6 KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG 57 6.1 DIE PHYSIK DES KONVEKTIVEN WAERMEUEBERGANGES ..................................................... 57 6.1.1 KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG FUER X * - OO ..................................................... 61 6.1.2 KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG BEI HOMOGENEN GESCHWINDIGKEITSPROFILEN . 62 6.1.3 KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG BEI TURBULENTEN STROEMUNGEN .......................... 63 6.1.4 WAERMEUEBERGANG BEI NATUERLICHER KONVEKTION ENTLANG VON WAENDEN .... 66 6.1.5 SYSTEMATIK BEI KONVEKTIVEN WAERMEUEBERGAENGEN ........................................ 68 6.2 GRUNDGLEICHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES KONVEKTIVEN WAERMEUEBERGANGES ............ 69 6.2.1 GRUNDGLEICHUNGEN FUER KONSTANTE STOFFWERTE ...................................................70 6.2.2 BEZUGSZUSTAND FUER KONSTANTE STOFFWERTE ......................................................... 72 6.2.3 BERUECKSICHTIGUNG VARIABLER STOFFWERTE ............................................................ 73 6.3 ERZWUNGENE KONVEKTION, LAMINARE STROEMUNG ............................................................ 74 6.3.1 WAERMEUEBERGANG BEI KOERPERUMSTROEMUNGEN, LAMINAR ................................... 74 6.3.2 WAERMEUEBERGANG BEI DURCHSTROEMUNGEN, LAMINAR ........................................ 80 6.4 ERZWUNGENE KONVEKTION, TURBULENTE STROEMUNG ........................................................ 84 6.4.1 WAERMEUEBERGANG BEI KOERPERUMSTROEMUNGEN, TURBULENT ............................... 85 6.4.2 WAERMEUEBERGANG BEI DURCHSTROEMUNGEN, TURBULENT ..................................... 89 6.5 NATUERLICHE KONVEKTION BEI KOERPERUMSTROEMUNGEN, LAMINAR ...................................... 92 6.6 KOMPLEXE, TECHNISCH BEDEUTENDE KONVEKTIVE WAERMEUEBERGANGS-SITUATIONEN .... 94 6.6.1 WAERMEUEBERGANG AM QUERANGESTROEMTEN KREISZYLINDER ................................... 95 6.6.2 WAERMEUEBERGANG AN QUERANGESTROEMTEN KREISZYLINDER-BUENDELN ................ 96 6.6.3 WAERMEUEBERGANG BEI PRALLSTRAHLEN .............................................................. 97 6.7 BEWERTUNGSKRITERIEN FUER KONVEKTIVE WAERMEUEBERGAENGE .............................................. 100 6.7.1 OEKONOMISCHE ANALYSE KONVEKTIVER WAERMEUEBERTRAGUNG .............................. 102 6.7.2 EXERGETISCHE ANALYSE KONVEKTIVER WAERMEUEBERTRAGUNG .............................. 103 6.8 SCHLUSSBEMERKUNG ZUM KONVEKTIVEN WAERMEUEBERGANG .............................................. 105 7 ZWEIPHASEN-WAERMEUEBERGANG 113 7.1 DIE PHYSIK DES ZWEIPHASEN-WAERMEUEBERGANGES ....................................................... 113 7.2 DIMENSIONSANALYSE UND SYSTEMATIK BEI ZWEIPHASEN-WAERMEUEBERGAENGEN ............ 116 7.3 KONDENSATION ............................................................................................................... 118 7.3.1 FILMKONDENSATION ............................................................................................ 118 7.3.2 TROPFENKONDENSATION ...................................................................................... 122 7.3.3 STROEMUNGSKONDENSATION ................................................................................ 123 7.4 SIEDEN ........................................................................................................................... 124 7.4.1 BEHAELTERSIEDEN ............................................................................................... 124 7.4.2 STROEMUNGSSIEDEN ............................................................................................ 131 8 LEITUNGSBASIERTE WAERMEUEBERTRAGUNGSSITUATIONEN IM VERGLEICH, THERMISCH AKTIVE SCHICHT 139 TEIL C STRAHLUNGSBASIERTER WAERMEUEBERGANG 9 WAERMEUEBERGANG DURCH STRAHLUNG 145 9.1 DIE PHYSIK ELEKTROMAGNETISCHER ENERGIEUEBERTRAGUNG (WAERMESTRAHLUNG) ............ 145 INHALTSVERZEICHNIS XI 9.2 GLOBALBILANZEN ............................................................................................................ 147 9.2.1 GENERELLES VORGEHEN ...................................................................................... 148 9.3 IDEALES STRAHLUNGSVERHALTEN / SCHWARZE STRAHLER ....................................................... 149 9.3.1 DAS EMISSIONSVERHALTEN SCHWARZER STRAHLER ................................................. 149 9.3.2 DAS ABSORPTIONSVERHALTEN SCHWARZER STRAHLER .............................................. 153 9.3.3 DIE REALISIERUNG SCHWARZER STRAHLER / HOHLRAUMSTRAHLUNG ........................ 154 9.4 REALES STRAHLUNGSVERHALTEN / REALE STRAHLER ............................................................. 155 9.4.1 DAS EMISSIONSVERHALTEN REALER STRAHLER IM VERGLEICH ZUM SCHWARZEN STRAH LER ..................................................................................................................... 156 9.4.2 DAS ABSORPTIONSVERHALTEN REALER STRAHLER IM VERGLEICH ZUM SCHWARZEN STRAHLER ............................................................................................................ 157 9.4.3 DAS REFLEXIONSVERHALTEN REALER STRAHLER ....................................................... 160 9.4.4 DAS TRANSMISSIONSVERHALTEN REALER STRAHLER ................................................. 160 9.5 STRAHLUNGSAUSTAUSCH ZWISCHEN STRAHLERN .................................................................... 161 9.5.1 SICHTFAKTOREN FUER ZWEI FLAECHEN IM STRAHLUNGSAUSTAUSCH .............................. 162 9.5.2 STRAHLUNGSAUSTAUSCH ZWISCHEN ZWEI SCHWARZEN STRAHLERN ........................... 165 9.5.3 STRAHLUNGSAUSTAUSCH ZWISCHEN GRAUEN LAMBERT-STRAHLERN ........................... 165 9.6 GASSTRAHLUNG ............................................................................................................... 167 9.6.1 DIE OPTISCHE DICKE VON GASSCHICHTEN .......................................................... 168 9.6.2 ABSORPTION UND EMISSION VON GASRAEUMEN .................................................... 168 9.7 BESONDERHEITEN BEI DER SOLARSTRAHLUNG ....................................................................... 169 9.7.1 EXTRATERRESTRISCHE SOLARSTRAHLUNG ................................................................... 170 9.7.2 TERRESTRISCHE SOLARSTRAHLUNG .......................................................................... 171 TEIL D WAERMEUEBERTRAGUNG AUS THERMODYNAMISCHER SICHT 10 THERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN 181 10.1 ENTROPIE, DEFINITION UND ERLAEUTERUNGEN ...................................................................... 181 10.2 ENTROPIEPRODUKTION UND ENERGIEBEWERTUNG ................................................................ 182 10.2.1 ENERGIEBEWERTUNG, DER EXERGIE-BEGRIFF ....................................................... 182 10.3 EXERGIEVERLUST DURCH ENTROPIEPRODUKTION ................................................................... 183 11 DIE ROLLE DER ENTROPIE BEI DER WAERMEUEBERTRAGUNG 187 11.1 KONVEKTIVE WAERMEUEBERTRAGUNG ................................................................................... 187 11.1.1 ENERGIEENTWERTUNGSZAHL UND ENTROPISCHES POTENTIAL .................................... 188 11.1.2 THERMODYNAMISCHE PROZESSBEWERTUNG .......................................................... 189 11.2 BESTIMMUNG DER ENERGIEENTWERTUNGSZAHL N[ ............................................................. 190 11.2.1 APPROXIMATION DES TEMPERATURFELDES .......................................................... 191 11.2.2 AUSWERTUNG DES VOLLSTAENDIGEN TEMPERATURFELDES ........................................ 192 11.3 VOLLSTAENDIGE BEWERTUNG KONVEKTIVER WAERMEUEBERTRAGUNGEN .................................... 193 11.3.1 VERLUSTE IM STROEMUNGSFELD ............................................................................. 194 11.3.2 VERLUSTE IM STROEMUNGS- UND TEMPERATURFELD ................................................. 195 11.4 ENTROPIEBASIERTE PROZESSBEWERTUNG: UEBERBLICK .......................................................... 197 XII INHALTS VERZEICHNIS TEIL E ANWENDUNGSASPEKTE 12 WAERMETECHNISCHE APPARATE 203 12.1 WAERMEUEBERTRAGER ......................................................................................................... 203 12.1.1 BAUFORMEN ...................................................................................................... 203 12.1.2 GLOBALANALYSE .................................................................................................. 204 12.1.3 KONDENSATOREN ............................................................................................... 206 12.1.4 VERDAMPFER ..................................................................................................... 208 12.2 BERECHNUNGSKONZEPTE FUER REKUPERATOREN ................................................................... 209 12.2.1 NTU-METHODE ............................................................................................... 210 12.3 THERMISCHE ENERGIESPEICHER ...................................................................................... 214 12.3.1 AUSWAHL- UND AUSLEGUNGSKRITERIEN ................................................................ 215 12.3.2 BAUFORMEN UND SPEICHERMEDIEN ................................................................... 216 13 MESSUNG VON TEMPERATUREN UND WAERMESTROEMEN 225 13.1 TEMPERATURMESSUNGEN ............................................................................................... 225 13.1.1 BERUEHRUNGSBEHAFTETE MESSMETHODEN ............................................................. 225 13.1.2 BERUEHRUNGSFREIE MESSMETHODEN ................................................................... 228 13.1.3 TEMPERATURMESSUNGEN AN KOERPEROBERFLAECHEN ..............................................229 13.2 WAERMESTROMMESSUNGEN ............................................................................................... 230 13.2.1 MESSPRINZIPIEN ............................................................................................... 230 14 BEISPIELE, FRAGEN UND ANTWORTEN 235 14.1 DIE ZWEI BEISPIELE AUS DEM ALLTAG ............................................................................. 235 14.2 ZEHN MAL *WARUM ...? ............................................................................................... 236 14.2.1 FRAGEN ........................................................................................................... 236 14.2.2 ANTWORTEN ..................................................................................................... 237 TEIL F AUFGABENTEIL 15 DAS SMART-KONZEPT 243 15.1 DAS SMART-KONZEPT .................................................................................................. 243 15.1.1 VORBEMERKUNG ............................................................................................... 243 15.1.2 AUFGABENSTELLUNG UND LOESUNG ...................................................................... 244 15.2 SMART-EVE: EIN KONZEPT IN DREI SCHRITTEN ............................................................. 245 16 AUSGEWAEHLTE UEBUNGSAUFGABEN ZU EINZELNEN KAPITELN 247 16.1 AUFGABEN ZU KAPITEL 4: DIMENSIONSANALYTISCHE UEBERLEGUNGEN .............................. 247 16.1.1 AUFGABE 4.1 ..................................................................................................... 247 16.1.2 LOESUNG ZU AUFGABE 4.1 NACH DEM SMART-EVE-KONZEPT ............................ 248 16.1.3 AUFGABE 4.2 ..................................................................................................... 252 16.1.4 LOESUNG ZU AUFGABE 4.2 ................................................................................... 253 16.1.5 AUFGABE 4.3 ..................................................................................................... 254 16.1.6 LOESUNG ZU AUFGABE 4.3 ................................................................................... 255 16.2 AUFGABEN ZU KAPITEL 5: WAERMELEITUNG ...................................................................... 257 16.2.1 AUFGABE 5.1 ..................................................................................................... 257 16.2.2 LOESUNG ZU AUFGABE 5.1 NACH DEM SMART-EVE-KONZEPT ........................... 258 INHALTS VERZEICHNIS XIII 16.2.3 AUFGABE 5.2 ..................................................................................................... 264 16.2.4 LOESUNG ZU AUFGABE 5.2 .................................................................................. 264 16.2.5 AUFGABE 5.3 ..................................................................................................... 266 16.2.6 LOESUNG ZU AUFGABE 5.3 .................................................................................. 267 16.3 AUFGABEN ZU KAPITEL 6: KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG ............................................. 269 16.3.1 AUFGABE 6.1 ..................................................................................................... 269 16.3.2 LOESUNG ZU AUFGABE 6.1 NACH DEM SMART-EVE-KONZEPT ........................... 271 16.3.3 AUFGABE 6.2 ..................................................................................................... 277 16.3.4 LOESUNG ZU AUFGABE 6.2 .................................................................................. 277 16.3.5 AUFGABE 6.3 .....................................................................................................282 16.3.6 LOESUNG ZU AUFGABE 6.3 .................................................................................. 283 16.4 AUFGABEN ZU KAPITEL 7: ZWEIPHASEN-WAERMEUEBERGANG ............................................. 286 16.4.1 AUFGABE 7.1 ..................................................................................................... 286 16.4.2 LOESUNG ZU AUFGABE 7.1 NACH DEM SMART-EVE-KONZEPT ........................... 288 16.4.3 AUFGABE 7.2 ..................................................................................................... 295 16.4.4 LOESUNG ZU AUFGABE 7.2 .................................................................................. 296 16.4.5 AUFGABE 7.3 ..................................................................................................... 298 16.4.6 LOESUNG ZU AUFGABE 7.3 .................................................................................. 299 16.5 AUFGABEN ZU KAPITEL 9: WAERMEUEBERGANG DURCH STRAHLUNG ....................................... 301 16.5.1 AUFGABE 9.1 ..................................................................................................... 301 16.5.2 LOESUNG ZU AUFGABE 9.1 NACH DEM SMART-EVE-KONZEPT ........................... 301 16.5.3 AUFGABE 9.2 ..................................................................................................... 305 16.5.4 LOESUNG ZU AUFGABE 9.2 .................................................................................. 306 16.5.5 AUFGABE 9.3 ....................................................... 308 16.5.6 LOESUNG ZU AUFGABE 9.3 .................................................................................. 309 16.6 AUFGABEN ZU KAPITEL 12: WAERMETECHNISCHE APPARATE ............................................. 312 16.6.1 AUFGABE 12.1 .................................................................................................. 312 16.6.2 LOESUNG ZU AUFGABE 12.1 NACH DEM SMART-EVE-KONZEPT ........................ 312 16.6.3 AUFGABE 12.2 .................................................................................................. 320 16.6.4 LOESUNG ZU AUFGABE 12.2 ............................................................................... 321 16.6.5 AUFGABE 12.3 .................................................................................................. 325 16.6.6 LOESUNG ZU AUFGABE 12.3 ............................................................................... 325 TEIL G MATERIALIEN UND ANWENDUNGSHILFEN G1 ARBEITSBLAETTER 333 G2 STOFFWERTE 358 G3 STANDARD-WERKE ZUR WAERMEUEBERTRAGUNG 360 G4 FACHBEGRIFFE DEUTSCH O ENGLISCH 361 INDEX 363
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