Inhaltsverzeichnis. Formelzeichen...

Ähnliche Dokumente
Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik

Inhaltsverzeichnis. Hans-Joachim Kretzschmar, Ingo Kraft. Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik ISBN:

Die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik

Theoretische Grundlagen

6.4.2 VerdampfenundEindampfen Destillieren und Rektifizieren Absorbieren

Modulpaket TANK Beispielausdruck

WÄRMEÜBERTRAGUNG. Grundbegriffe, Einheiten, Kermgr8ßen. da ( 1)

Inhaltsverzeichnis XVII. Häufig verwendete Formelzeichen. 1 Allgemeine Grundlagen l

Thermodynamik. Grundlagen und technische Anwendungen

Technische Thermodynamik

1.3. Inhalt dieses Vorlesungsteils - ROADMAP MIKROWELLEN-HEIZPROZESSE. Einsatz von Mikrowellenenergie in der Verfahrenstechnik

Inhaltsverzeichnis Allgemeine Grundlagen Fluide Phasen

2.3.4 Bereiche für Zustandsberechnung im h,s-diagramm Bereiche für Zustandsberechnung im T,s-Diagramm...22

Simulation von Kraftwerken und wärmetechnischen Anlagen

Versuchsanleitung und Betriebsanweisung

Eine kurze Einführung von Prof. Dipl.-Ing. Eckhard Franke

D = 10 mm δ = 5 mm a = 0, 1 m L = 1, 5 m λ i = 0, 4 W/mK ϑ 0 = 130 C ϑ L = 30 C α W = 20 W/m 2 K ɛ 0 = 0, 8 ɛ W = 0, 2

3.8 Wärmeausbreitung. Es gibt drei Möglichkeiten der Energieausbreitung:

1. Arten der Wärme- und Stoffübertragung. 1.1 Mechanismen

Strömungslehre II. Inhaltsverzeichnis. Vorlesung im Wintersemester 2007/08. Prof. Dr.-Ing. Ewald Krämer

WÄRMEÜBERTRAGUNG. Mag. Dipl.-Ing. Katharina Danzberger

1. Aufgabe (18,5 Punkte)

EINFÜHRUNG IN DIE THERMISCHE VERFAHRENSTECHNIK

Institut für Technische Chemie Technische Universität Clausthal

Bild 1: Siedeverhalten im beheizten Rohr (Nach VDI- Wärmeatlas, hier liegend gezeichnet)

Inhaltsverzeichnis. Gernot Wilhelms. Übungsaufgaben Technische Thermodynamik ISBN: Weitere Informationen oder Bestellungen unter

SolidWorks Flow Simulation Kursleiterhandbuch. Präsentator Datum

wobei L die Länge der Wärmeübertragung und U der Umfang des Rohres oder Kanals Temperaturverläufe bei einem elektrisch beheizten Rohr

Prof. Dr. Axel Brehm Universität Oldenburg - Praktikum der Technischen Chemie. Wärmeübertragung

WÄRMEÜBERGANGSBEDINGUNGEN AN WERKZEUGMA- SCHINENWÄNDEN

Praktikum. Technische Chemie. Europa Fachhochschule Fresenius, Idstein. Versuch 01. Wärmetransport durch Wärmeleitung und Konvektion

von Festbettreaktoren für stark exotherme STAR-Konferenz Deutschland 09. und Kevin Seidler / Thomas Eppinger Fachgebiet Verfahrenstechnik

Thermodynamik des Kraftfahrzeugs

Thermodynamik. Eine Einführung in die Grundlagen. Von. Dr.-Ing. Hans Dieter Baehr. o. Professor an der Technischen Hochschule Braunschweig

Konvektion ist der Transport von Wärme in und mit einem Stoff. Die Moleküle transportieren die Wärme mit sich.

Doppelrohrwärmeübertrager Plattenwärmeübertrager

Auslegung einer Wärmerückgewinnung

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Köhler Thermodynamik Wärme und Stoffübertragung Thermodynamik der Gemische Thermodynamics and Statistics Molekulare Simulation

Übungsaufgaben: Grundlagen der Wärmeübertragung

VIII Wärmetauscher. Inhaltsverzeichnis

Mittelwelliges Infrarot STIR - Der Spezialist für Komposite

Elektromagnetische Felder

CFD Modellierung von Verbrennung und Strahlungswärmeübergang in stationären Flammen

Grimsehl Lehrbuch der Physik

Einführung in die thermische Verfahrenstechnik

(9) Strahlung 2: Terrestrische Strahlung Treibhauseffekt

Thermische Simulation und Kühlung von Leiterplatten

1. Aufgabe (15 Punkte)

Bachelor-Thesis im Studiengang Prozess-, Energie-, und Umwelttechnik. Untersuchung von Verfahren zur Auslegung und Nachrechnung von Wärmeübertragern

G u t a c h t e n. Gutachten über physikalische Eigenschaften der easytherm Infrarot Wärmepaneele.

Versuch 1.1. Wärmetransport

Inhaltsverzeichnis. Formelzeichen, Indizes, Abkürzungen und Definitionen. 1 Einleitung 1. 2 Grundlagen 3. Inhaltsverzeichnis

Simulation des motorischen Innenprozesses

24. Transportprozesse

Chemische Thermodynamik

Inhaltsverzeichnis VII

Fundamentalgleichung für die Entropie. spezifische Entropie: s = S/m molare Entropie: s m = S/n. Entropie S [S] = J/K

Thomas Höhne. Kühlmittelvermischung in Druckwasserreaktoren. Vergleich von Kuhlmittelströmung und -vermischung in einem skalierten Modell des

Übung zur Vorlesung Grundlagen der Wärmeübertragung

Oberflächenspannung I

Verbesserung der Langsamflugeigenschaften des Doppeldeckers FK-12 Comet mit Hilfe von Strömungssimulationen

Wenn der Druck aus der reibungsfreien Außenströmung aufgeprägt wird, dann gilt wegen der Bernoulli-Gleichung

Gasdynamik Die Gasdynamik beschreibt kompressible Strömungen, d.h. Strömungen mit Dichteänderungen:

UNIVERSITÄT DER BUNDESWEHR HAMBURG FACHBEREICH MASCHINENBAU INSTITUT FÜR THERMODYNAMIK

Einleitung 21. Teil I Methodik, Werkzeuge und Klassifizierung von Strömungen 25. Kapitel 1 Charakteristische Merkmale der Strömungsmechanik 27

Technische Thermodynamik

5.4 Thermische Anforderungen

Untersuchungen zum korrelationsbasierten Transitionsmodell in ANSYS CFD

Strömungsmesstechnik und Hydraulik

W10. Wärmeleitung. Es werden die Wärme- und die elektrische Leitfähigkeit zweier Metalle bestimmt und die Proportionalität

8.2 Thermodynamische Gleichgewichte, insbesondere Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen Mechanisches und thermisches Gleichgewicht

Druckgleichung nach Daniel Bernoulli (Bernoulligleichung)

9.Vorlesung EP WS2009/10

Inhalt. Numerische Simulation für gekoppelte Phänomene Künzelsau, 10. Dezember Motivation

Numerische Berechnungen der Temperaturverteilung in einem Wasserbehälter mit transparenter Abdeckung bei direkter Sonnenstrahlung

1.2.3 Wärmedurchgang durch Wände mit vergrößerter Oberfläche

Lösungen zur Übung Grundlagen der Wärmeübertragung

Einführung in die Physik der Entwärmung elektronischer Systeme. Von Franz Adamczewski

Simulation von CO 2 -Schneestrahldüsen

Transportvorgänge. 1. Einleitung. 2. Wärmetransport (makroskopische Betrachtung) KAPITEL D

Strömungsoptimierung von Feuerräumen mittels Experiment und Computational Fluid Dynamics (CFD)

Wärmetechnik 2 SS 2006

BACHELORARBEIT ENTWICKLUNG EINES ABGASKÜHLERS. Fachbereich Maschinenbau. von Roman Carrillo Forster (Matr. Nr )

t ). Wird diese Verteilung experimentell ermittelt, so ist entsprechend Gl.(1) eine Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit

Einführung in die Physik

2 Grundgleichungen der Wärmeübertragung

DI(FH) Joachim MATHÄ. Ingenieurbüro für Energietechnik

AUTODESK SIMULATION MECHANICAL / MULTIPHYSICS

Physik für Mediziner im 1. Fachsemester

Wärme- und Stoffübertragung für CBI, LSE, ET, CE und MB

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 4, Teil 2. Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch

FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITÄT ERLANGEN-NÜRNBERG INSTITUT FÜR INFORMATIK (MATHEMATISCHE MASCHINEN UND DATENVERARBEITUNG)

Einführung in die chemische Thermodynamik

Diskrete Elemente Methode - innovative Simulationsmethode zur Abbildung des dynamischen Schüttgutverhaltens

7 Wärmeübertrager. 7.1 Grundlagen Begriffe und Nomenklatur

Kapitel 1. Einführung. 1.1 Vorbemerkungen

CFD - Lösungen für die Rührtechnik

Computational Fluid Dynamics - CFD Overview

Transkript:

Inhaltsverzeichnis Formelzeichen... xv 1 Einführung. Technische Anwendungen... 1 1.1 Die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung... 1 1.1.1 Wärmeleitung... 2 1.1.2 Stationäre, geometrisch eindimensionale Wärmeleitung. 5 1.1.3 Konvektiver Wärmeübergang, Wärmeübergangskoeffizient... 11 1.1.4 Die Bestimmung von Wärmeübergangskoeffizienten. Dimensionslose Kennzahlen... 18 1.1.5 Wärmestrahlung... 28 1.1.6 Strahlungsaustausch... 30 1.2 Wärmedurchgang... 34 1.2.1 Der Wärmedurchgangskoeffizient... 34 1.2.2 Mehrschichtige Wände... 37 1.2.3 Wärmedurchgang durch Wände mit vergrößerter Oberfläche... 38 1.2.4 Abkühlung und Erwärmung dünnwandiger Behälter... 42 1.3 Wärmeübertrager... 45 1.3.1 Bauarten und Stromführungen... 46 1.3.2 Allgemeine Berechnungsgleichungen. Dimensionslose Kennzahlen... 50 1.3.3 Gegenstrom- und Gleichstrom-Wärmeübertrager... 55 1.3.4 Kreuzstrom-Wärmeübertrager... 64 1.3.5 Betriebscharakteristiken für weitere Stromführungen. Diagramme.... 71 1.4 Die verschiedenen Arten der Stoffübertragung... 72 1.4.1 Diffusion... 74 1.4.2 Einseitige Diffusion, äquimolarediffusion... 81 1.4.3 Konvektiver Stoffübergang... 85 1.5 Stoffübergangstheorien... 89

x Inhaltsverzeichnis 1.5.1 DieFilmtheorie... 89 1.5.2 DieGrenzschichttheorie... 93 1.5.3 Die Penetrations- und die Oberflächenerneuerungstheorie 96 1.5.4 Anwendung der Filmtheorie auf die Verdunstungskühlung... 97 1.6 Stoffdurchgang...101 1.7 Stoffübertrager....104 1.7.1 DieMengenbilanzen...105 1.7.2 Konzentrationsverlauf und Höhe von Stoffaustauschkolonnen...108 1.8 Aufgaben...112 2 Wärmeleitung und Diffusion...117 2.1 Die Wärmeleitungsgleichung...117 2.1.1 Die Herleitung der Differentialgleichung für das Temperaturfeld...118 2.1.2 Die Wärmeleitungsgleichung für einen Körper mit konstantenstoffwerten...121 2.1.3 DieRandbedingungen...124 2.1.4 TemperaturabhängigeStoffwerte...127 2.1.5 ÄhnlicheTemperaturfelder...128 2.2 Stationäre Wärmeleitung...132 2.2.1 Geometrisch eindimensionale Wärmeleitung mit Wärmequellen...132 2.2.2 Wärmeleitung in Längsrichtung einesstabes...136 2.2.3 DerTemperaturverlaufinRippenundNadeln...141 2.2.4 Der Rippenwirkungsgrad...146 2.2.5 Geometrisch mehrdimensionaler Wärmefluß...149 2.3 Instationäre Wärmeleitung...156 2.3.1 Lösungsmethoden...156 2.3.2 DieLaplace-Transformation...157 2.3.3 Der einseitig unendlich ausgedehnte Körper...165 2.3.4 Abkühlung und Erwärmung einfacher Körper bei eindimensionalem Wärmefluß...176 2.3.5 Abkühlung und Erwärmung bei mehrdimendionalem Wärmefluß...190 2.3.6 Erstarren geometrisch einfacher Körper...196 2.3.7 Wärmequellen...205 2.4 Numerische Lösung von Wärmeleitproblemen...212 2.4.1 Das einfache explizite Differenzenverfahren für instationäre Wärmeleitprobleme...213 2.4.2 DieDiskretisierungderRandbedingungen...217 2.4.3 Das implizite Differenzenverfahren von J. Crank und P.Nicolson...223

Inhaltsverzeichnis xi 2.4.4 Nichtkartesische Koordinaten. Temperaturabhängige Stoffwerte...227 2.4.5 Instationäre ebene und räumliche Temperaturfelder.... 232 2.4.6 StationäreTemperaturfelder...235 2.5 Diffusion...244 2.5.1 Bemerkungen überruhendesysteme...245 2.5.2 Die Herleitung der Differentialgleichung für das Konzentrationsfeld...248 2.5.3 Vereinfachungen...253 2.5.4 Randbedingungen...254 2.5.5 Stationäre Diffusion mit katalytischer Oberflächenreaktion...258 2.5.6 Stationäre Diffusion mit homogener chemischer Reaktion262 2.5.7 InstationäreDiffusion...267 2.6 Aufgaben...270 3 KonvektiverWärme- und Stoffübergang. Einphasige Strömungen...279 3.1 Die längsangeströmte ebene Platte bei reibungsfreier Strömung 280 3.2 DieBilanzgleichungen...284 3.2.1 DasReynoldsscheTransporttheorem...284 3.2.2 DieMassenbilanz...287 3.2.3 DieImpulsbilanz...291 3.2.4 DieEnergiebilanz...302 3.2.5 Zusammenfassung...314 3.3 Einfluß der Reynolds-Zahl auf die Strömung...317 3.4 VereinfachungenderNavier-Stokes-Gleichungen...319 3.4.1 Schleichende Strömungen...319 3.4.2 Reibungsfreie Strömungen...320 3.4.3 Grenzschichtströmungen...321 3.5 DieGrenzschichtgleichungen...322 3.5.1 Die Strömungsgrenzschicht...322 3.5.2 Die Temperaturgrenzschicht...326 3.5.3 DieKonzentrationsgrenzschicht...330 3.5.4 Allgemeine Bemerkungen zur Lösung der Grenzschichtgleichungen...330 3.6 Einfluß der Turbulenz auf den Wärme- und Stoffübergang... 334 3.6.1 Turbulente Strömungen an festen Wänden...339 3.7 Überströmte Körper...343 3.7.1 Die parallel angeströmte ebeneplatte...344 3.7.2 Der quer angeströmtezylinder...362 3.7.3 Quer angeströmte Rohrbündel...366 3.7.4 Einige empirische Gleichungen für den Wärme- und Stoffübergang an überströmten Körpern...370 3.8 Durchströmte Kanäle,Haufwerke,Wirbelschichten...373

xii Inhaltsverzeichnis 3.8.1 Die laminare Rohrströmung...373 3.8.2 Die turbulente Rohrströmung...389 3.8.3 Haufwerke...390 3.8.4 Poröse Körper...394 3.8.5 Wirbelschichten...403 3.8.6 Einige empirische Gleichungen für den Wärme- und Stoffübergang in durchströmten Kanälen, Haufwerken undwirbelschichten...413 3.9 Freie Strömung...416 3.9.1 DieImpulsgleichung...419 3.9.2 Wärmeübergang an einer senkrechten Wand bei laminarer Strömung...422 3.9.3 Einige empirische Gleichungen für den Wärmeübergang bei freier Strömung...427 3.9.4 Stoffübergang bei freier Strömung...430 3.10 Überlagerung von freier und erzwungener Strömung...431 3.11 Kompressible Strömungen...433 3.11.1 Das Temperaturfeld in einer kompressiblen Strömung.. 433 3.11.2 Berechnung des Wärmeübergangs...441 3.12 Aufgaben...444 4 Konvektiver Wärme- und Stoffübergang mit Phasenumwandlungen...449 4.1 Wärmeübergang beim Kondensieren...450 4.1.1 DieverschiedenenArtenderKondensation...450 4.1.2 DieNußeltscheWasserhauttheorie...452 4.1.3 Abweichungen von der Nußeltschen Wasserhauttheorie. 457 4.1.4 Einfluß nicht kondensierbarer Gase...461 4.1.5 Filmkondensation mitturbulenterwasserhaut...468 4.1.6 Kondensation strömender Dämpfe...472 4.1.7 Tropfenkondensation...478 4.1.8 KondensationvonDampfgemischen...481 4.1.9 EinigeempirischeGleichungen...494 4.2 Wärmeübergang beim Sieden...496 4.2.1 Die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung...496 4.2.2 DieEntstehungvonDampfblasen...501 4.2.3 Mechanismen der Wärmeübertragung beim Sieden in freier Strömung...505 4.2.4 BlasenfrequenzundAbreißdurchmesser...509 4.2.5 DieNukijama-Kurve...511 4.2.6 Stabilität beim Sieden in freier Strömung...513 4.2.7 Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten beim Sieden in freier Strömung...517 4.2.8 Einige empirische Gleichungen zum Wärmeübergang beim Blasensieden in freier Strömung...520

Inhaltsverzeichnis xiii 4.2.9 Zweiphasige Strömungen...525 4.2.10 Wärmeübergang beim Sieden von Gemischen...551 4.3 Aufgaben...557 5 Wärmestrahlung...559 5.1 Grundlagen. Strahlungsphysikalische Größen... 560 5.1.1 Temperaturstrahlung...560 5.1.2 Ausstrahlung...562 5.1.3 Bestrahlung...572 5.1.4 AbsorptionvonStrahlung...575 5.1.5 ReflexionvonStrahlung...580 5.1.6 Hohlraumstrahlung.GesetzvonKirchhoff...581 5.2 Die Strahlung des Schwarzen Körpers...585 5.2.1 Definition und Realisierung des Schwarzen Körpers...586 5.2.2 Die spektrale Strahldichte und die spektrale spezifische Ausstrahlung...587 5.2.3 Die spezifische Ausstrahlung und die Ausstrahlung in einem Wellenlängenbereich...594 5.3 Strahlungseigenschaften realer Körper...597 5.3.1 Emissionsgrade...597 5.3.2 Die Beziehungen zwischen Emissions-, Absorptionsund Reflexionsgraden. Der graue Lambert-Strahler... 600 5.3.3 Emissionsgrade realer Körper...605 5.3.4 Strahlungsdurchlässige Körper...612 5.4 Solarstrahlung...617 5.4.1 ExtraterrestrischeSolarstrahlung...618 5.4.2 Die Schwächung der Solarstrahlung in der Erdatmosphäre...620 5.4.3 DirekteSolarstrahlungamErdboden...627 5.4.4 DiffuseSolarstrahlungundGlobalstrahlung...629 5.4.5 Absorptionsgrade fürsolarstrahlung...632 5.5 Strahlungsaustausch...633 5.5.1 Sichtfaktoren...634 5.5.2 Strahlungsaustausch zwischen Schwarzen Körpern...640 5.5.3 Strahlungsaustausch zwischen grauen Lambert-Strahlern644 5.5.4 Strahlungsschutzschirme...656 5.6 Gasstrahlung...661 5.6.1 AbsorptionskoeffizientundoptischeDicke...661 5.6.2 Absorptions- und Emissionsgrade....663 5.6.3 Ergebnisse für den Emissionsgrad...667 5.6.4 Emissionsgrade und gleichwertige Schichtdicken von Gasräumen...670 5.6.5 Strahlungsaustausch in einem gasgefüllten Hohlraum... 675 5.7 Aufgaben...680

xiv Inhaltsverzeichnis Anhang A: Ergänzungen...685 A.1 EinführungindieTensornotation...685 A.2 Zusammenhang zwischen mittlerem und thermodynamischem Druck...687 A.3 Navier-Stokes-Gleichungen eines inkompressiblen Fluids konstanter Viskosität in kartesischen Koordinaten...689 A.4 Navier-Stokes-Gleichungen eines inkompressiblen Fluids konstanter Viskosität in Zylinderkoordinaten...689 A.5 Entropiebilanz für Gemische...690 A.6 Zusammenhang zwischen partieller und spezifischer Enthalpie. 692 A.7 Berechnung der Konstanten a n des Graetz-Nußelt-Problems (3.243)...693 Anhang B: Stoffwerte...695 Anhang C: Lösungen der Aufgaben...711 Literatur...727 Sachverzeichnis...745

http://www.springer.com/978-3-540-32334-1