VDI-Wärmeatlas, 11. Auflage

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1 VDI-Wärmeatlas, 11. Auflage

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3 Verein Deutscher Ingenieure VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (GVC) Herausgeber VDI-Wärmeatlas 11., bearbeitete und erweiterte Auflage Mit 1151 Abbildungen und 320 Tabellen

4 Herausgeber VDI e.v. VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (VDI-GVC) VDI-Platz Düsseldorf Germany Aufl. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1994, 1997, 2002, Aufl. VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf ISBN e-isbn Print und ebook ISBN DOI / Springer Heidelberg Dordrecht London New York Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Vieweg Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media

5 Vorwort zur 11. Auflage Der VDI-Wärmeatlas blickt im Jahr 2013, dem Erscheinungsjahr dieser 11. deutschen Auflage, auf eine 50-jährige Historie zurück. Im Jahre 1963 erschien die erste Auflage. Ziel war und ist es, Ingenieuren in einem übersichtlichen und umfassenden Werk verlässliche Methoden zur Berechnung von Wärmeübertragern und wärmetechnischen Apparaten an die Hand zu geben. Hierzu zählte und zählt auch die Bereitstellung von Stoffdaten. In diesen 50 Jahren ist der VDI-Wärmeatlas zu einem Standardwerk geworden. Nach der 10. deutschen Auflage, die im Jahr 2006 erschien, folgte 2010 die 2. englische Auflage. Der Redaktionsausschuss hatte bei diesem Übergang nicht nur alle Berechnungsverfahren und Stoffdaten aktualisiert, sondern auch die ursprüngliche, über die Jahre gewachsene Gliederung überarbeitet, um einige Themen neu ordnen und neue Themen aufnehmen zu können. Diese überarbeitete Gliederung ist nun auch in der 11. deutschen Auflage zu finden. Zudem wurden zahlreiche Abschnitte wieder aktualisiert, so dass der VDI-Wärmeatlas auch weiterhin als aktuelles Standardwerk zur Auslegung von Wärmeübertragern und wärmetechnischen Apparaten dienen kann. Im Namen der Mitglieder des Redaktionsausschusses danke ich allen Autoren der einzelnen Kapitel für ihr großes Engagement. Dem Springer-Verlag danke ich für die stets sehr gute Zusammenarbeit und die gelungene Umsetzung, insbesondere den Lektorinnen Frau Sigrid Cuneus und Frau Dr. Sylvia Blago. Darmstadt im Februar 2013 Redaktionsausschuss der 11. Auflage Prof. Dr.-Ing. Stephan Kabelac, Hannover Prof. Dr.-Ing. Matthias Kind, Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. Holger Martin, Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. Dieter Mewes, Hannover Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Schaber, Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. Peter Stephan, Darmstadt Prof. Dr.-Ing. Peter Stephan Vorsitzender des Redaktionsausschusses

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7 Vorwort zur 1. Auflage Die vorliegende Sammlung von Diagrammen soll die schnelle Berechnung von Wärmeaustauschern ermöglichen. Sie unterscheiden sich in ihrer Art grundsätzlich von den bisher bekannten Lehr- und Handbüchern, die eine Darstellung der verschiedensten theoretischen und experimentellen Erkenntnisse bringen. Der VDI-Wärmeatlas gibt demgegenüber für ein bestimmtes Wärmeübergangsgebiet nur eine Gleichung an, die nach eingehender Prüfung aller verfügbaren Arbeiten als zur Zeit zuverlässigste Lösung angenommen wird. In allen Fällen ist die Begrenzung der Gültigkeitsbereiche angegeben, in denen eine experimentelle Bestätigung vorliegt oder in denen nach den derzeitigen theoretischen Erkenntnissen keine merkliche Abweichung zu erwarten ist. Durch die besondere Vorarbeit einer Sichtung, Beurteilung und Auswahl des Schrifttums wird dem Benutzer eine umfangreiche Arbeit abgenommen, für die dem in der Praxis tätigen Ingenieur nicht nur die Zeit und die oftmals schwierig zu beschaffende Literatur, sondern auch die theoretischen Spezialkenntnisse fehlen. Die Berechnung von Wärmeaustauschern erfordert trotz aller Schematisierung in der Anwendung von Formeln ein besonderes Einfühlungsvermögen in die physikalischen Vorgänge. Eine allgemeine Einführung in die theoretischen Grundlagen soll dies erleichtern. Die Kenntnis der mathematischen Ansätze und das Wissen um die verhältnismäßig wenigen analytischen Lösungen für geometrisch einfache Körperformen sind dabei ebenso wichtig wie die Vermittlung der Fähigkeit, sich den Strömungsverlauf bewegter Medien oder den Wärmefluss in Körpern vorstellen zu können. Bei allen Bewegungsvorgängen, sowohl bei der natürlichen wie auch bei der erzwungenen Strömung spielt die Art dieser Strömung, ob laminar oder turbulent, eine besondere Rolle für den Wärmeübergang. An der Grenze beider Bereiche, dem kritischen Strömungszustand, scheiden sich die physikalischen Vorstellungen und Gleichungsformen, das Grenzgebiet selbst ist mathematisch kaum zu fassen. Die Vielzahl der Variablen, die durch Strömungsvorgänge, Wärmeaustausch- und temperaturabhängige Stoffwerte bedingt werden, erschwert die experimentelle und rechnerische Behandlung von Wärmeübergangsproblemen außerordentlich. Hier hilft die Anwendung von Ähnlichkeitsbetrachtungen, die zu besonders übersichtlichen und klaren Gleichungsformen mit weitgreifenden und allgemein anwendbaren Gültigkeitsbereichen führen. Diese in der Praxis noch viel zu wenig gewürdigte und geübte Darstellungsart wird im vorliegenden Werk weitgehend angewandt. Die Hauptgleichung für jedes Wärmeübergangsproblem wird in einem ersten Blatt möglichst in den dimensionslosen Kenngrößen (Reynolds-Zahl, Prandtl-Zahl, Nußelt-Zahl usw.) dargestellt. Für Wasser und Luft als häufigste Stoffe folgen meist besondere Blätter, zum Teil mit Tabellen, die eine Umrechnung auf andere Stoffe ermöglichen. Die Abschnitte Leitung und Strahlung enthalten neben graphischen Darstellungen zahlreicher analytischer und experimenteller Lösungen, die die Berechnung der meisten in der Technik gegebenen Aufgaben ermöglichen, noch umfassende Diagramme und Tabellen für Wärmeleitzahlen und Strahlungszahlen. Bei der Wärmeübertragung durch Kondensation und Verdampfung mit ihren außerordentlich hohen Übergangszahlen spielen Grenzschichtprobleme und Oberflächeneigenarten eine besondere Rolle. Zum Verständnis dieser Fragen und zur richtigen Beurteilung ihrer Einflüsse an technischen Apparaten waren ausführlichere Erläuterungen im Textteil erforderlich. Ein besonderer Abschnitt enthält Stoffwerte der häufigst vorkommenden Flüssigkeiten und Gase. Diese sind vorwiegend in Tabellen dargestellt, da in Kurvenblättern die Linien sich zu sehr überschneiden. Als Sondergebiete sollen der Wärmeübergang in Rührkesseln, in Füllkörperschichten, periodische Vorgänge, berippte Oberflächen u.ä. behandelt werden. Eine große Erleichterung für den Berechnungsingenieur wird die Aufstellung anzunehmender überschläglicher k-werte für verschiedenartige Stoffe und Formen technischer Wärmeaustauscher bieten ebenso ein besonderer Abschnitt über die Konstruktion von Apparaten. Das Erscheinen des vorliegenden Werkes entspricht einem dringenden Bedürfnis der Praxis, vor allem aus dem Kreis der in der chemischen Industrie und verwandten Gebieten tätigen Ingenieure. Eine Arbeitsmappe ähnlicher Art war bereits seit vielen Jahren in den Werken des früheren I.G. Farben-Konzerns in Gebrauch. Der I.G.-Wärmeatlas war von den Werken Ludwigshafen und Oppau, unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. W. Wilke, bearbeitet und herausgegeben worden, wobei zahlreiche Anregungen und Beiträge von den übrigen Konzernwerken kamen. Die hervorragende Eignung und die praktische Bewährung sowie die Anerkennung, die man auch außerhalb des I.G. Farben-Konzerns dem Wärmeatlas zusprach, gaben den Anlass dazu, denselben dem Verein Deutscher Ingenieure zur Verfügung zu stellen und damit der Allgemeinheit zugänglich zu machen. Dieser Entschluss enthielt aber auch die Verpflichtung zu einer Neubearbeitung und Ergänzung, da die ersten Anfänge des I.G.-Wärmeatlasses bis in die Jahre zurückreichten und teilweise veraltet waren. Als nach Kriegsende solche Arbeiten wieder möglich wurden, übernahm der Arbeitsausschuss Wärmeaustauscher und Verdampfer in der VDI-Fachgruppe Verfahrenstechnik diese offensichtlich in sein Arbeitsgebiet fallende Aufgabe. Es ist der unermüdlichen Vorarbeit von Dr.-Ing. Gg. Kling zu danken, dass schon auf der ersten Sitzung des Ausschusses 1947 in Marburg ein

8 Vorwort zur 1. Auflage Programm als Gerippe für die Neubearbeitung vorlag. Die einzelnen Wärmeaustauschgebiete wurden dann auf einen Mitarbeiterkreis aufgeteilt, dem folgende Herren angehören: Dr.-Ing. J. Blomert, Farbenfabriken Bayer, Leverkusen, Prof. Dr.-Ing. Fr. Bošnjakoviĉ, Technische Hochschule, Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. H. Brauer, Technische Universität, Berlin, Prof. Dr.-Ing. W. Fritz, Phys.-Techn. Bundesanstalt, Braunschweig, Dr.-Ing. U. Grigull, Farbenfabriken Bayer, Leverkusen, Prof. Dr.-Ing. H. Hausen, Technische Hochschule, Hannover, Dr.-Ing. Gg. Kling, Badische Anilin- u. Sodafabrik, Ludwigshafen/Rh., Dr.-Ing. H. Komoßa, Deutsche Worthington G.m.b.H., Hamburg, Dr.-Ing. H. Kraußold, C.H. Boehringer Sohn, Ingelheim, Dr.-Ing. C. A. Landfermann, Dr. Schmitz & Apelt, Wuppertal-Langerfeld, Dipl.-Ing. K. Lehmann, Chemische Werke Hüls, Marl/Westf., Dr.-Ing. G. Lück, Badische Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen/Rh., Prof. Dr. L. Schiller, Weilburg/Lahn, Prof. Dr.-Ing. T.H.E. Schmidt, Technische Hochschule, Karlsruhe, Dipl.-Ing. R. Schumacher, Rütgerswerke, Frankfurt, Dr.-Ing. M. Schunck, Badische Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen, Dr.-Ing. R. Söhngen, Farbenfabriken Bayer, Leverkusen, Dr.-Ing. Jos. Spangier, Farbwerke Höchst, Frankfurt-Höchst, Priv. Doz. Dr.-Ing. K. Stephan, Mannesmann-Forschungsinstitut, Duisburg-Wanheim, Dipl.-Ing. W. Wanninger, Phys.-Techn. Bundesanstalt, Braunschweig. Obwohl hiermit die eigentliche Ausarbeitung der Beiträge gesichert war, bestanden lange Zeit erhebliche Schwierigkeiten in der Ausführung der zeichnerischen und rechnerischen Darstellung, wodurch sich die Herausgabe des Werkes mehrmals verzögerte. Erst als es dem Obmann der Fachgruppe Verfahrenstechnik, Dir. Dr.-Ing. E. h. K. Rieß, gelang, Geldmittel für hauptamtliche Bearbeiter zu beschaffen (von denen hier Prof. Dr.-Ing. A. Geberg besonders genannt sei) und die Farbenfabriken Bayer in Leverkusen die erforderlichen Arbeitsräume bereitstellen, konnte das Werk unter der Leitung von Dr.-Ing. R. Söhngen und Dr.-Ing. J. Blomert rasch gefördert werden. Geschäftsstelle und Verlag des Vereins Deutscher Ingenieure haben uns mit allen Kräften unterstützt. Allen beteiligten Stellen und Mitarbeitern, die eine oft sehr mühevolle Arbeit neben ihrer eigentlichen Berufstätigkeit geleistet haben, sei an dieser Stelle besonders gedankt. Was heute vorliegt, ist ein erster Teil, weitere Blätter werden laufend bearbeitet und können in den Ringordner eingefügt werden. Ebenso ist es gegebenenfalls möglich, überholte Darstellungen gegen neue auszuwechseln. Anregungen zu Ergänzungen und Erweiterungen aus dem Kreis der Benutzer des Atlasses werden wir gern entgegennehmen. Arbeitsausschuss Wärmeaustauscher und Verdampfer der Fachgruppe Verfahrenstechnik im Verein Deutscher Ingenieure H. Kraußold, Obmann

9 Redaktionsausschuss Prof. Dr.-Ing. Peter Stephan Technische Universität Darmstadt Fachbereich Maschinenbau Institut für Technische Thermodynamik Petersenstraße Darmstadt Prof. Dr.-Ing. Stephan Kabelac Leibniz Universität Hannover Institut für Thermodynamik Callinstraße Hannover Prof. Dr.-Ing. Matthias Kind Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Thermische Verfahrenstechnik Kaiserstraße Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. Holger Martin Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Thermische Verfahrenstechnik Kaiserstraße Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Dieter Mewes Leibniz Universität Hannover ehemals Institut für Verfahrenstechnik Callinstraße Hannover Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Schaber Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik ITTK Engler-Bunte-Ring Karlsruhe

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11 Inhaltsverzeichnis Autorenverzeichnis..... XIX A Formelzeichen, Einheiten und dimensionslose Kenngrößen A1 Formelzeichen und Einheiten Matthias Kind Holger Martin A2 Dimensionslose Kenngrößen Holger Martin B Grundlagen der Wärmeübertragung B1 Wärme und verschiedene Arten der Wärmeübertragung Peter Stephan B2 Berechnungsmethoden für Wärmeleitung, konvektiven Wärmeübergang und Wärmestrahlung Peter Stephan C Grundlagen der Berechnung von Wärmeübertragern C1 Berechnung von Wärmeübertragern Wilfried Roetzel Bernhard Spang C2 Wärmedurchgang Wilfried Roetzel Bernhard Spang C3 Typische Werte von Wärmedurchgangskoeffizienten Wilfried Roetzel Bernhard Spang C4 Verminderung der Ablagerungsbildung in Wärmeübertragern Hans Müller-Steinhagen C5 Wärmeübertragernetzwerke Xing Luo Wilfried Roetzel C6 Kosten und Wirtschaftlichkeit von Wärmeübertragern Bernhard Spang Wilfried Roetzel D Thermophysikalische Stoffeigenschaften D1 Berechnungsmethoden für Stoffeigenschaften Michael Kleiber Ralph Joh D2 Stoffwerte von bedeutenden reinen Fluiden D2.1 Wasser Wolfgang Wagner Hans-Joachim Kretzschmar D2.2 Trockene Luft Roland Span

12 xii Inhaltsverzeichnis D2.3 Stickstoff Roland Span D2.4 Kohlendioxid Roland Span D2.5 Sauerstoff Roland Span D2.6 Ammoniak Roland Span D2.7 R134a (1,1,1,2-Tetrafluorethan) Roland Span D2.8 R1234yf (2,3,3,3-Tetrafluoroprop-1-ene) Roland Span D3 Stoffwerte von sonstigen reinen Fluiden D3.1 Flüssigkeiten und Gase Michael Kleiber Ralph Joh D3.2 Stoffwerte bei Sättigung Roland Span D4 Stoffwerte von technischen Wärmeträgern D4.1 Kältemittel Felix Flohr Ewald Preisegger D4.2 Kältebäder, wässrige Lösungen und Glykole Gernot Krakat D4.3 Wärmeträger auf Mineralölbasis und synthetische Wärmeträger Andreas Glück Dietmar Hunold D5 Stoffeigenschaften von Mehrkomponenten-Gemischen D5.1 Berechnung von Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichten Andreas Pfennig D5.2 Polymerlösungen: Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte und Diffusionskoeffizienten Wilhelm Schabel D5.3 Dampfdrücke von wässrigen Salzlösungen Hartwig Wolf D6 Stoffwerte von Feststoffen D6.1 Metalle und Metalllegierungen Christian Ullrich Thomas Bodmer D6.2 Polymere Christof Hübner Paul Bernd Kempa D6.3 Wärmeleitfähigkeit von Schüttschichten Evangelos Tsotsas D6.4 Stoffwerte von feuerfesten Materialien Axel Eschner

13 Inhaltsverzeichnis xiii D6.5 Kälte- und Wärmedämmstoffe Günther Kasparek D6.6 Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchtegehalt Fabian Ochs D6.7 Wärmeleitfähigkeit von Erdreich, Holz, Holzwerkstoffen, allgemeinen Baustoffen und Mauerwerk Martin H. Spitzner E Wärmeleitung E1 Stationäre Wärmeleitung Erich Hahne Klaus Elgeti E2 Instationäre Wärmeleitung in ruhenden Körpern Holger Martin F Wärmeübertragung durch freie Konvektion F1 Wärmeübertragung durch freie Konvektion: Grundlagen André Thess F2 Wärmeübertragung durch freie Konvektion: Außenströmung Herbert Klan, bearbeitet von André Thess F3 Wärmeübertragung bei freier Konvektion: Innenströmungen Herbert Klan, bearbeitet von André Thess F4 Sonderfälle Herbert Klan, bearbeitet von André Thess F5 Wärmeabgabe von Heizkörpern beim Betrieb mit Warmwasser Herbert Klan, bearbeitet von André Thess G Wärmeübertragung bei erzwungener Konvektion G1 Durchströmte Rohre Volker Gnielinski G2 Wärmeübertragung im konzentrischen Ringspalt und im ebenen Spalt Volker Gnielinski G3 Durchströmte Rohrwendeln Volker Gnielinski G4 Längsumströmte ebene Wände Volker Gnielinski G5 Bewegte Oberflächen mit paralleler Überströmung Holger Martin G6 Querumströmte einzelne Rohre, Drähte und Profilzylinder Volker Gnielinski G7 Querumströmte einzelne Rohrreihen und Rohrbündel Volker Gnielinski

14 xiv Inhaltsverzeichnis G8 Wärmeübertragung im Außenraum von Rohrbündel-Wärmeübertragern mit Umlenkblechen Edward S. Gaddis Volker Gnielinski G9 Wärmeübertragung Partikel Fluid in durchströmten Haufwerken Volker Gnielinski G10 Prallströmung Wilhelm Schabel Holger Martin H Wärmeübergang beim Sieden H1 Entstehung von Dampfblasen Karl Stephan H2 Behältersieden (Sieden in freier Konvektion) Dieter Gorenflo H3 Strömungssieden Einführung Matthias Kind H3.1 Strömungsformen in Verdampferrohren Matthias Kind H3.2 Druckverlust in durchströmten Verdampferrohren Matthias Kind H3.3 Strömungssieden unterkühlter Flüssigkeiten Matthias Kind H3.4 Strömungssieden gesättigter, reiner Flüssigkeiten Matthias Kind Yasushi Saito H3.5 Kritische Siedezustände Oliver Herbst H3.6 Wärmeübergang beim Strömungssieden nach der Siedekrise Anastassios Katsaounis Matthias Kind H3.7 Strömungssieden von Gemischen Matthias Kind Yasushi Saito H3.8 Symbol- und Literaturverzeichnis für Abschn. H3.1 H Matthias Kind J Wärmeübergang bei der Kondensation J1 Filmkondensation reiner Dämpfe Reiner Numrich Jürgen Müller J2 Kondensation von Mehrstoffgemischen Reiner Numrich J3 Tropfenkondensation Alfred Leipertz J4 Misch- und Sprühkondensation Ulrich Hochberg

15 Inhaltsverzeichnis xv J5 Spontane Kondensation und Aerosolbildung Friedrich Ehrler Karlheinz Schaber K Wärmestrahlung K1 Strahlung technischer Oberflächen Stephan Kabelac Dieter Vortmeyer K2 Sichtfaktoren Dieter Vortmeyer Stephan Kabelac K3 Strahlung von Gasen und Gasgemischen Dieter Vortmeyer Stephan Kabelac K4 Wärmestrahlung von Gas-Feststoff-Gemischen Hans-Gerd Brummel K5 Wärmestrahlung in Brennräumen Klaus Görner K6 Superisolierungen Harald Reiss L Strömungsdynamik und Druckverlust L1 Einphasige Strömungen L1.1 Druckverlust in einphasigen Strömungen Werner Kast, bearbeitet von Hermann Nirschl L1.2 Druckverlust in durchströmten Rohren Werner Kast, bearbeitet von Hermann Nirschl L1.3 Druckverlust in durchströmten Leitungen mit Querschnittsänderungen Werner Kast, bearbeitet von Hermann Nirschl L1.4 Druckverlust in querumströmten Rohrbündeln Edward S. Gaddis L1.5 Druckverlust in umströmten Rohrbündeln in Wärmeübertragern mit und ohne Umlenkbleche Edward S. Gaddis L1.6 Druckverlust in durchströmten Schüttungen Karl-Ernst Wirth L1.7 Druckverlust bei der Durchströmung von Lochplatten Johann Stichlmair L2 Zweiphasige Gas-Flüssigkeitsströmungen L2.1 Berechnung der Phasenanteile Holger Schmidt L2.2 Druckabfall von Gas-Flüssigkeitsströmungen in Rohren, Leitungselementen und Armaturen Anton Wellenhofer Sebastian Muschelknautz L2.3 Auslegung von Schutzeinrichtungen für wärmeübertragende Apparate Jürgen Schmidt

16 xvi Inhaltsverzeichnis L2.4 Berechnung kritischer Massenströme Jürgen Schmidt L2.5 Druckverlust und Flutgrenze bei vertikaler Gegenströmung Dieter Mewes L2.6 Druckverlust und Flutgrenze in berieselten Packungen Alfons Mersmann L2.7 Nasser Druckverlust und Leerblasen von Kolonnenböden Johann Stichlmair L3 Zweiphasige Gas-Festkörper-Strömungen L3.1 Bewegung fester Partikel in Gasen und Flüssigkeiten Martin Sommerfeld L3.2 Strömungsformen und Druckverlust in Wirbelschichten Karl-Ernst Wirth L3.3 Druckverlust in pneumatischen Transportanlagen Ulrich Muschelknautz L3.4 Zyklone zum Abscheiden fester Partikel aus Gasen Ulrich Muschelknautz L4 Blasen und Tropfen in technischen Apparaten L4.1 Bildung und Bewegung von Tropfen und Blasen Norbert Räbiger Michael Schlüter L4.2 Entstehen und mechanisches Zerstören von Schäumen Alfons Mersmann L4.3 Tropfenabscheidung Hans Detlef Dahl Andrea Luke L4.4 Zerstäubung mit Einstoffdruckdüsen Peter Walzel Emir Musemic M Sonderprobleme der Wärmeübertragung M1 Wärmeübergang an berippten Rohren Klaus Gerhard Schmidt M2 Wärmedurchgang durch Wände mit aufgeschweißten Rohrschlangen Wolfgang Heidemann M3 Wärmeübergang an senkrechten Rieselfilmen Günter Schnabel M4 Wärmeübergang an nichtnewtonschen Flüssigkeiten Manfred H. Wagner M5 Wärmeübergang in Wirbelschichten Holger Martin M6 Wärmeübergang von einer Heizfläche an ruhende oder mechanisch durchmischte Schüttungen Evangelos Tsotsas

17 Inhaltsverzeichnis xvii M7 Wärmeleitung und Dispersion in durchströmten Schüttungen Evangelos Tsotsas M8 Be- und Entfeuchten von Luft Manfred Zeller Ulrich Busweiler M9 Konvektive Wärmeübertragung bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten Bernhard Weigand Nimai-Kumar Mitra M10 Wärmeübertragung und Strömung in verdünnten Gasen Arnold Frohn Norbert Roth Klaus Anders N Spezielle Wärmeübertrager N1 Wärmeübertragung in Regeneratoren Wolfgang Bender Helmuth Hausen N2 Kombinierte Wärme- und Stoffübertragung in rotierenden Regeneratoren Gerd Gaiser N3 Wärmeübertragung und Leistungsaufnahme in Rührkesseln Edward S. Gaddis N4 Kühltürme Paul J. Erens Hanno C. R. Reuter N5 Wärmerohre Peter Stephan N6 Druckverlust und Wärmeübergang in Plattenwärmeübertragern Holger Martin O Konstruktion von Wärmeübertragern O1 Konstruktive Hinweise für den Bau von Wärmeübertragern Peter Wolf Günther Kirchner O2 Schwingungen in Wärmeübertrager-Rohrbündeln Samir Ziada Horst Gelbe

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19 Autorenverzeichnis Klaus Anders, Dr.-Ing. Stuttgart Wolfgang Bender, Dipl.-Ing. VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH Düsseldorf Thomas Bodmer, Dipl.-Ing. Marl Hans-Gerd Brummel, Dr.-Ing. Berlin Ulrich Busweiler, Dr.-Ing. Sachverständigenbüro Darmstadt Hans Detlef Dahl, Dr.-Ing. Marl Friedrich Ehrler, Dr. Karlsbad Klaus Elgeti, Prof. Dr.-Ing. Bergisch-Gladbach Paul J. Erens, Dr. Department of Mechanical and Mechatronic Engineering Stellenbosch University Stellenbosch Republic of South Africa Axel Eschner, Prof. Dr.-Ing. Osterode am Harz Felix Flohr Solvay Fluor GmbH Hannover Arnold Frohn, Prof. Dr. rer. nat. Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt Universität Stuttgart Edward S. Gaddis, Dr.-Ing. Technische Universität Clausthal Clausthal-Zellerfeld Gerd Gaiser, Dr.-Ing. Reutlingen Horst Gelbe, Prof. Dr.-Ing. Berlin Andreas Glück, Dr. heat 11 GmbH & Co. KG Ebersbach Volker Gnielinski, Prof. Dr.-Ing. Institut für Thermische Verfahrenstechnik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Karlsruhe Dieter Gorenflo, Prof. Dr.-Ing. Universität Paderborn Paderborn Klaus Görner, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik Universität Duisburg-Essen Essen Erich Hahne, Prof. Dr.-Ing. Leonberg Helmuth Hausen, Dr.-Ing. Hannover

20 xx Autorenverzeichnis Wolfgang Heidemann, Dr.-Ing. Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik Universität Stuttgart Stuttgart Oliver Herbst, Prof. Dr.-Ing. AREVA NP GmbH Erlangen Ulrich Hochberg, Prof. Dr.-Ing. Hochschule Offenburg University of Applied Sciences Offenburg Christof Hübner, Dr.-Ing. Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie Pfinztal Dietmar Hunold, Dr.-Ing. heat 11 GmbH & Co. KG Bielefeld Ralph Joh, Dr. rer. nat. Neuburg Stephan Kabelac, Prof. Dr.-Ing. Institut für Thermodynamik Leibniz Universität Hannover Hannover Günther Kasparek, Dr.-Ing. Karlsfeld Werner Kast, Prof. Dr.-Ing. Technische Universität Darmstadt Darmstadt Anastassios Katsaounis, Prof. Dipl.-Ing. Beuth Hochschule für Technik Berlin Berlin Paul Bernd Kempa, Dr. Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie Pfinztal Matthias Kind, Prof. Dr.-Ing. Institut für Thermische Verfahrenstechnik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Karlsruhe Günther Kirchner, Dipl.-Ing. Ludwigshafen Herbert Klan, Dr.-Ing. Darmstadt Michael Kleiber, Dr.-Ing. Hattersheim Gernot Krakat FRAGOL GmbH + Co. KG Mülheim g.krakat@fragol.de Hans-Joachim Kretzschmar, Prof. Dr.-Ing. habil. Hochschule Zittau/Görlitz Zittau HJ.Kretzschmar@hs-zigr.de Alfred Leipertz, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Technische Thermodynamik Universität Erlangen-Nürnberg Erlangen sek@ltt.uni-erlangen.de Andrea Luke, Prof. Dr.-Ing. habil. Institut für Thermische Energietechnik Universität Kassel Kassel luke@uni-kassel.de Xing Luo, Dr.-Ing. Institut für Thermodynamik Leibniz Universität Hannover Hannover luo@ift.uni-hannover.de

21 Autorenverzeichnis xxi Holger Martin, Prof. Dr.-Ing. Institut für Thermische Verfahrenstechnik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Karlsruhe Alfons Mersmann, Prof. Dr.-Ing. Technische Universität München München Dieter Mewes, Prof. Dr.-Ing. ehemals Institut für Verfahrenstechnik Leibniz-Universität Hannover Hannover Nimai-Kumar Mitra, Prof. Dr.-Ing. Bochum Jürgen Müller, Dr.-Ing. BASF Antwerpen Belgien Hans Müller-Steinhagen, Prof. Dr.-Ing. Technische Universität Dresden Dresden Sebastian Muschelknautz, Dr.-Ing. München Ulrich Muschelknautz, Dr.-Ing. MK Engineering Innsbruck Österreich Emir Musemic, Dipl.-Ing. Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik Technische Universität Dortmund Dortmund Hermann Nirschl, Prof. Dr.-Ing. Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Karlsruhe Reiner Numrich, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik Universität Paderborn Paderborn Fabian Ochs, Dr. Dipl.-Ing. Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften Universität Innsbruck Innsbruck Österreich Andreas Pfennig, Prof. Dr.-Ing. Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik Technische Universität Graz Graz Österreich Ewald Preisegger, Dipl.-Ing. Wunstorf Norbert Räbiger, Prof. Dr.-Ing. Institut für Umweltverfahrenstechnik Universität Bremen Bremen Harald Reiss, Prof. Dr. rer. nat. Fakultät für Physik und Astronomie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Würzburg Hanno C. R. Reuter, Dr. Department of Mechanical and Mechatronic Engineering Stellenbosch University Stellenbosch Republic of South Africa Wilfried Roetzel, Prof. Dr.-Ing. Helmut-Schmidt-Universität Hamburg Norbert Roth, Dr.-Ing. Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt Universität Stuttgart Stuttgart

22 xxii Autorenverzeichnis Yasushi Saito, Dr. Eng. Research Reactor Institute, Kyoto University Osaka Japan Wilhelm Schabel, Prof. Dr.-Ing. Institut für Thermische Verfahrenstechnik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Karlsruhe Karlheinz Schaber, Prof. Dr.-Ing. Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Karlsruhe Michael Schlüter, Prof. Dr.-Ing. Institut für Mehrphasenströmungen Technische Universität Hamburg-Harburg Hamburg Holger Schmidt, Dr.-Ing. Thermal Hydraulics & Components Testing AREVA NP GmbH Erlangen Jürgen Schmidt, Prof. Dr.-Ing. BASF AG Ludwigshafen Klaus Gerhard Schmidt, Prof. Dr.-Ing. Institut für Energie- und Umwelttechnik e.v. Universität Duisburg-Essen Duisburg Günter Schnabel, Dr.-Ing. BIDECO Bio- und Pharmasysteme GmbH Biberach Martin Sommerfeld, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Halle (Saale) Roland Span, Prof. Dr.-Ing. Ruhr-Universität Bochum Bochum Bernhard Spang, Dr.-Ing. BUCO Wärmeaustauscher International GmbH Geesthacht Martin H. Spitzner, Dr.-Ing. ift Rosenheim, Institut für Fenstertechnik e.v. Rosenheim Karl Stephan, Prof. Dr.-Ing. Institut für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik Universität Stuttgart Stuttgart Peter Stephan, Prof. Dr.-Ing. Institut für Technische Thermodynamik Technische Universität Darmstadt Darmstadt Johann Stichlmair, Prof. Dr.-Ing. Technische Universität München Garching André Thess, Prof. Dr.-Ing. Institut für Thermo- und Fluidynamik Technische Universität Ilmenau Ilmenau Evangelos Tsotsas, Prof. Dr.-Ing. habil. Lehrstuhl Thermische Verfahrenstechnik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Magdeburg Christian Ullrich, Dr. Recklinghausen

23 Autorenverzeichnis xxiii Dieter Vortmeyer, Prof. Dr. rer. nat. Lehrstuhl für Thermodynamik Technische Universität München Garching Wolfgang Wagner, Prof. Dr.-Ing. Ruhr-Universität Bochum Bochum Manfred H. Wagner, Prof. Dr.-Ing. Polymertechnik/Polymerphysik Technische Universität Berlin Berlin Peter Walzel, Prof. Dr. Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik Technische Universität Dortmund Dortmund Bernhard Weigand, Prof. Dr.-Ing. habil. Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt Universität Stuttgart Stuttgart Anton Wellenhofer, Dipl.-Ing. Linde AG Pullach Karl-Ernst Wirth, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Grenzflächen und Feststoffverfahrenstechnik Universität Erlangen-Nürnberg Erlangen Hartwig Wolf, Dr.-Ing. Alstom Switzerland Ltd. Baden Schweiz Peter Wolf, Dipl.-Ing. Engineering & Maintenance BASF SE Ludwigshafen Manfred Zeller, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung RWTH Aachen Aachen Samir Ziada, Prof. Dr. Department of Mechanical Engineering McMaster University Hamilton, Ontario Kanada

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