Thermische Verfahrenstechnik (Fach) / 3. VL Grundarten der Wärmeübertragung (Lektion)

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• Wärmeübergang Wärmetransport durch Phasengrenzflächen
• Wärmedurchgang Kombi Leitung und Konvektion
• Grundgleichungen Wärmeübertragungsarten Leitung: q = λ * - delta T / x Konvektion: q = -alpha * delta T Strahlung: q = -alpha * delta T
• Unterscheidung in stationären und instationären Wärmetransport stationär: T in jedem Punkt knstant T = const nichtstationär: T Funktion t T ändert sich zeitabhängig 
• Leitung Beschreibung wann, worüber, Gesetz, Q bei Vorhandensein Temperaturgefälle: Wärmeleitung Energieträger: Moleküle, Elektronen; über Zusammenstöße Fouriersches Gesetz Q je Zeiteinheit transportierte Wärmemenge, proportional zur Temperaturdiff und Fläche A
• Wärmestromdichte Wärmeleitung auf A bezogen
• mehrschichtige ebene Wand -Prinzip -Formel -durch jede Schicht geht gleicher Wärmestrom  Q = A * (T1-T2) / (d/λ + ....)
• zylindrische Wand Q Temperaturdifferenz Q = -λ * A * (T1 - T2) / ln (r2 / r1) mit A = 2 pie r l T2 - T1 = Q / (λ *2 pie l ) * ln (r2 /r1)
• dreischichtige Zylinderwand Formel Q = A * (T1 - T2) / (1/λ * ln (r2 /r1) + 1 /λ2 * ln (r2/r1)....)
• Kugelfläche Formel A = 4 pie r2 Q = A * (T2 -T1) / /1/ r1 - 1/r2)
• Konvektion Def Arten Beteiligung geschwindigkeitsbest. Schritt Transport thermischer Energie mithilfe Fluid natürlich oder erzwungen Beteiligung Wärmeübergang Übergang: Fluid an FK => Zusammenwirkung Leitung, Konvektion -Be- und Entladung
• Einteilung Wärmeübergang 4 -temperaturausgleichennd -nicht temperaturausgleichend -konstante UT -wechselnde UT
• Nomogramme -Bedeutung -es gibt eine allgemeingültige dreidimensionale Differentialgleichung Lösungen: dreidimendiomale Temperaturverteilungen => für einfache Geometrien einfache Darstellun der Lösungen und ablesen
• 3 Einflussfaktoren auf Wärmeübergang -Reynoldszahl: laminar/turbulent -Nusselt-Zahl: Verhältnis Konvektion zu Leitung -Prandtl-Zahl: Stoffeigenschaften, Verhältnis Reibungswärme zu geleiteter Wärme
• Grashofzahl -Bedeutung -Definition -Formel -durch Temperaturunterschied verursachte Auftriebsströmung -therm. Antriebskraft / innere Trägheitskraft -Gr = l * l3 / v2
• Kenngrößen zur Beschreibung Wärmeübergang f (Nu, Re, Pr, Gr) = 0
• Strahlung Beschreibung -elektromagnetische Schwingungen die von festen, flüssigen und gasförmige Körper -keine stoffliche Träger -innere Energie Energiepotential
• Definition Frequenz v = c / λ
• Zusammensetzung Strahlungsenergiestrom fr + fa + fd =1
• Stefan-Bolzmann-Gesetz 2 Formen, Satz der von einer Oberfläche abgestrahlte Wärmestrom E ist proportional zur 4. Potenz der Temperatur und der Strahlungszahl E (T) = σs * T4 Q = A *σs* T4 Strahlungszahl
• Emissionsgrad Erklärung, Formel, Einbeziehung alle realen Körper strahlen weniger Energie ab E = σ / σs => E = ε *σ* T4
• Wienersches Verschiebungsgesetz Das nach Wilhelm Wien benannte wiensche Verschiebungsgesetz besagt, dass die Wellenlänge, bei der ein Schwarzer Körper der absoluten Temperatur T die intensivste Strahlung abgibt, umgekehrt proportional zur Temperatur ist. Verdoppelt sich beispielsweise die Temperatur des Strahlers, so halbiert sich die Wellenlänge, bei der sein Strahlungsmaximum liegt.
• Was ist Alpha bei der Wärmestrahlung? alpha = σ * T1(4) - T2 (4) / (T1- T2)
• Wärmedurchgang -Zusammensetzung -allgemeine Form 1 und 3. Wärmeübergang Q = alpha * A * (T2- T1) 2: Wärmeleitung Q = λ / d * A (T2 - T1) => Q = k * A * (t2-T1) wobei k = 1 / (1/alp + d/λ + 1/alp)
• Wärmetausch Definition Arten zwei Massenströme unterschiedlicher Temperatur, die durch Wand getrennt sind, tauschen Wärme aus Arten: Gleich- und Gegenstrom Temperaturänderung längs Weg
• Wärmeaustausch: Welche 2 grundsätzlichen Formeln? Energieerhalt: Q = mcT = mcT Q = A *k * Tm Tm ist die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz
• Vergleich Gleich- und Gegenstrom Gleichstrom: bei 0 eine große Temperaturdifferenz, die sich zunehmend verkleinert Gegenstrom: bei 0 und bei A Ende ist die Temperaturdifferenz immer etwa gleich
• Formeln Gleich und Gegen kommt noch
• 4 Arten Wärmetauscher -durch Wandung -direkte Berührung -Abgabe an Speicher, dann weiter Abgabe -Sonderbauarten
• 5 wichtige Wärmetauscher -Plattenwärmetauscher -Kreuzstromwärmetauscher -Rohrwärmetauscher -Dünnschichtverdampfer -Spiralwärmetauscher
• Plattenwärmetauscher Aufbau Platten in denen Gegenstrom meänderförmig hintereinandergeschaltet
• Kreuzwärmetauscher Die Ströme überkreuzen sich 
• Rohrwärmer Doppelrohr im Gegenfluß sind hintereinandergeschaltt
• Dünnschichtverdampfer runde Form, außen Wärmemantel Einförderung Außenkondensator für Destillat
• Spiralwärmetauscher Schnecke Schichten abwechselnd für warmes und kaltes Medium
• 2 Regeln zur Zeitabhängigkeit des Wärmetransportes 1. Temperaturunterschiede gleichen sich aus 2. Je größer der Temperaturunterschied, desto stärker Angleichung 
• Formel instationärer Wärmetransport T (t) = Tunend + (To - Tunendlich ) * e - kt

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