Inhaltsverzeichnis. Vorwort... Formelzeichen und Einheiten... XVII. Index... XIX. Abkürzungsverzeichnis... XXI. 1 Wärmetechnikgrundlagen...

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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort V Formelzeichen und Einheiten XVII Index XIX Abkürzungsverzeichnis XXI 1 Wärmetechnikgrundlagen Einleitung Wärmeübertragung Wärmeleitung Analogie zur Elektrotechnik Wärmeleitzahl Gase, Flüssigkeiten, Metalle und Nichtmetalle Eindimensionale Leitung Wand, Rohr und Hohlkugel Wärmewiderstandsnetzwerke seriell, parallel und gemischt Optimale Isolierungen für Wände und Rohre Wärmequellen und -senken in festen Stoffen und Fluiden Elektrische Widerstandsheizung Atomare Wärmequellen Chemische Wärmequellen Fossile Brennstoffe Regenerative Brennstoffe Sonnenstrahlung Solare Niedertemperaturnutzung Solare Hochtemperaturnutzung Erdwärme Geothermer Niedertemperaturbereich Geothermer Hochtemperaturbereich Meeresenergie thermisch Mikrowellen Wärmesenken Zweidimensionale Leitung Finite Differenzen Methode Konvektion Erzwungene Konvektion Laminare und turbulente Strömung Grenzschichten VII

2 VIII Reynolds-Zahl Kanal-Plattenströmungen und Sonderfälle Nußelt-Zahl und Prandtl-Zahlen Wärmeübergangszahl für Plattenströmungen Wärmeübergangszahl für Kanalströmungen Wärmeübergangszahl für umströmte Körper Wärmeübergangszahl für Sonderfälle Freie Konvektion Grashof-Zahl und Rayleigh-Zahl Wärmeübergangszahl für freie Oberflächen Wärmeübergangszahl für Fluidschichten Wärmeübergangszahl für geschlossene Voluminas Wärmeübergangszahl für berippte Oberflächen Kombination von freier und erzwungener Konvektion Strahlung Grundlagen der Wärmestrahlung Solarstrahlung Strahlung von Gasen und Stäuben Wärmedurchgangszahl Beispiele Wärmeübergangszahl für Strahlung Fouling Ablagerungen an den Wärmeübertragungsflächen Wärmedurchgangszahl für Wände Wärmedurchgangszahl für Rohrleitungen Wärmedurchgangszahlen in der Gebäudetechnik Instationäre Wärmeübertragung Fourier- und Biot-Zahl Instationäre Wärmeübertragung bei gleichmäßiger T-Verteilung Instationäre Wärmeübertragung bei großen Temperaturunterschieden im Körperinneren Stoffdatenermittlung und Gasmischungen Stoffdaten als Funktion von Druck und Temperatur Gasmischungen idealer Gase Raumanteil und Massenanteil Gesamtdruck Partialdrücke Gaskonstante, Molmasse Dichte Spezifische Wärmekapazitäten, Enthalpien, innere Energien Brennstoffe Verbrennungsrechnung Brennstoffnutzung Brennstoffe Reserven fossil regenerativ

3 1.4.3 Reaktionsgleichungen Sauerstoffbedarf, Luftbedarf und Luftüberschusszahl Abgaszusammensetzung Heizwert und Brennwert Heizwert fester und flüssiger Brennstoffe Heizwert gasförmiger Brennstoffe Elementaranalysen fossiler Brennstoffe sowie der Biomasse Wärmeübertrager (Wärmetauscher, Wärmeaustauscher) Grundtypen: Gleichstrom- Gegenstrom- und Kreuzstromwärmetauscher Berechnung mit der logarithmischen mittleren Temperaturdifferenz (LMTD-method) Berechnung mit der Methode der Anzahl der Übertragungseinheiten (NTU-method) Rohrbündelwärmetauscher Geradrohrwärmetauscher Haarnadelwärmetauscher (U-Rohr-WT) Schwimmkopfwärmetauscher Rohrbündel-Kondensator in Geradrohrwärmetauscher Bauform Plattenwärmetauscher Spiralwärmetauscher Doppelrohrwärmetauscher Luftgekühlte Wärmetauscher - Rippenrohr-WT Sonderbauformen Berechnungsblätter für EXCEL mit VBA Einleitung Office 10 EXCEL Office 12 EXCEL Stoffwerte Stoffwerte für die trockene Luft Stoffwerte für das Wasser Ideale Gase Gasmischungen idealer Gase Ein Gasstrom Mischung zweier Gasströme Berechnungsblatt ohne Zirkelbezug Berechnungsblatt mit Zirkelbezug Konvektion Erzwungene Konvektion IX

4 X Rohrströmung mit Luft und Wasser Umströmung eines Rohres mit Luft oder Wasser Senkrechte Platte Freie Konvektion Wärmedurchgangszahlen Wärmedurchgangszahl einer einschichtigen ebenen Wand Vorgabe von Alpha innen und außen Platte mit der Berechnung der Alpha-Werte Wärmedurchgangszahl einer mehrschichtigen Wand Wärmedurchgangszahl eines einschichtigen Rohres Rohr Vorgabe der Alpha-Werte Rohr mit der Berechnung der Alpha-Werte Mehrschichtiges Rohr Finite Differenzenmethode Berechnung der Temperaturverteilung einer Fläche bei Vorgabe von konstanten Temperaturen an den Rändern Berechnung der Temperaturverteilung beim Vorliegen eines konvektiven Wärmeübergangs an den Rändern Berechnung der Temperaturverteilung für Innere Wärmequellen bzw. Senken Strahlungswärme Strahlungsaustausch zwischen zwei Flächen unterschiedlicher Temperatur (bei einer einfachen Anordnung der Flächen) Strahlungsaustausch zwischen zwei Flächen mit einer allgemeinen Anordnung Instationäre Wärmeübertragung Instationäre Wärmeleitung für kleine Biot-Zahlen Verbrennungsrechnung Berechnung des unteren Heizwerts für feste und flüssige Brennstoffe Berechnung des unteren Heizwertes für gasförmige Brennstoffe Verbrennungsberechnung für feste und flüssige Brennstoffe Verbrennungsberechnung für gasförmige Brennstoffe Wärmetauscher Gleichstromwärmetauscher Gleichstromwärmetauscher mit der LMTD-Methode Gl.-WT Konstruktionsvariante Rohr-Mantelrohr-WT Gleichstrom-WT mit NTU-Methode Gegenstromwärmetauscher Gegenstromwärmetauscher mit LTMD-Methode GG.-WT Konstruktionsvariante Rohr-Mantelrohr-WT

5 Gegenstrom-WT mit NTU-Methode Kreuzstromwärmetauscher Kreuzstromwärmetauscher mit LMTD-Methode Kr.Z.-WT Konstruktionsvariante Taschenwärmetauscher Kreuzstrom-WT mit NTU-Methode NTU-Rohrbündel-Wärmetauscher NTU-Rohrbündel-Wärmetauscher mit mantelseitigem Durchgang Wärmetechnische Berechnung von Abgasbehandlungsanlagen hinter Elektrolichtbogenöfen Allgemeiner Überblick über die Abgasbehandlungsanlage Anforderungen Berechnungsmappe - Übersicht Eingabeblatt für das Ofenabgas Berechnungsblatt Wassergekühlte Heißgasleitung mit Nachverbrennung Übersicht Abkühlung Primärabgasstrom aus dem EAF und Sekundärabgasstrom aus dem Pfannenofen Berechnungsblatt Gasmischung Mischerkammer Jet-Pulse-Filteranlage Anhang A: Liste der Arbeitsblätter und VBA Functions Anhang B: Literaturverzeichnis Anhang C: Wärmeübertragung mit FEM-Programmen Stichwortverzeichnis XI