EIS I (Fach) / Werkstoffwissenschaften GL (Lektion)

viel Mist

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• Welche untergruppen zählen zum Wärmetransport? Wärmestrahlung Konveltion Wärmeleitung
• Wie unterteiltman die Wärmeleitung? staionär instationär
• Wielautet das Fourieresche Gesetz? Q= - λA dT/dx
• Wasist Lambda? Einehit? Wärmeleitfähugkeit  [W/mK]
• Einehit Q? [W] oder J/s
• Welche Bedeutung hat Q? pro Zeit- und Flächeneeinheit übertrganene Wärmemenge
• Wasist q? Einheit? Wärmestromdichte [W/m2]
• Wassind die Transportgesetze? integral: H= Mcp (T-T0) Q= αA ΔT Q= k A ΔT differentiell: Q(x)= -λA dT/dx (zylinder) d Q(x)= -λ dA dT/dx (Würfel)
• Definition Konvektion, Wärmeleitung, Wärmestrahlung? Konvektion: massegebundener Transport von Masse, Impuls und Energie in strömenden Flüssigkeiten oder gasen WL: Übertragung von Wärme in FK oder Fluiden durch diffusen Transportprozess, getireben von Temp. grad. WS: Austausch Wärme zwischen Körpern unterschiedl. Temp. durch elektromagn. Strahlung
• Gelichung konvektiver Wärmeübergang? q= α(TW-T∞)
• Wasist Alpha? Einehit? Wärmeübrgnagskoeffizient W/ m2K kein STOFFWERT
• Wann herrscht ein linearer temperturverlauf? - homogen λ= const. - staionär - eben - 1-d - keine Quellen und Senken
• Was ist k? Einehit Wärmedurhcgangskoeffizeint [W/ m2K] KEIN Stoffwert
• Wassind stoffwerte? Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapaität
• Ersatzschaltbild Wand mit Fenster? - TiWand_____ Konv (1/αA)______WL (δ/λA)____Konv Fenst.________Konv__________WL_______Konv______Ta
• Formel Wärmeleitwiderstand? R = 1/kA= 1/(1/αA+δ/λA+...)
• Wie wird die mittlere A(m) Fläche von zylind. und kugelf. Körpern für WL definiert? Zylinder: A2-A1/ ln(A2/A1) Kugel: √A1A2
• Wie sieht Tempprofil über Radius für Platte, Zylinder, Kugel aus im stat. Fall? siehe TUT 2 Seite 2
• Warum kann z. Bsp. bei Zylinder trotz Isolierung nicht immer der Wärmeverlust reduziert werden? Ziel ist Erhöhung Wärmedurhcgnagswidertsand R= 1/kA Vergrößert man die Dicke des Isomat., so erhöht man den Wärmeleitwiderstand,verrringert aber den Wärmeübergnagswiderstand,da die für den konvektiven Wärmeübergang zur Verfügung stehendeMantelfläche ebenfalls zunimmt. Da Wärmeleit-. und Wärmeübergnagswidertsan in Reihe geschlaten sind,ist eine Verringerung des Gesamtwiderstandes mgl.
• In welchem Fall findet Wärmetransport nur in Gasen durhc WL statt? bei dünner gasschicht, ruhender Luft
• Wie lautet die allg. Gleichung mit der der Wärmestrom durhc WL bescheiben wird? Q(x)= -λA(x) dT/dx
• Gleichung (allg.),mit der Wärmestrom durch Konvektion beschrieben? Q= αA( TW-T∞)
• Gleichung (allg.) mit der Wärmestrom durch Strshlung beschrieben? Q= σεA(T4-T4)= c12 (T/100)4 - (T/100)4
• Temperaturprofile WL, WS und konvektion? Siehe TUT 3 Lösungszettel
• Unterschied y (Punkt) und y (Strich)? y (P): Ableitung nach Zeit part. DGL y(S): Ableitung nach Ort gewöhnlichr DGL
• Definition mittlere log. Temp. differenz? siehe TUT 5 Lösungszettel
• Tempersturverlaäufe Gegenstrom, Gleichstrom? siehe Lernzettel Wärmeübertrgaer Gegenstrom: Temperstur Fluid 1 und 2 nimmt mit Lauflänge ab Gleichstrom: T Fluid x nimmt mit auflänge zu,anderes Fluid nimmt ab
• VT Gegenstrom gegenüber Gleichstrom? Gegenstrom: warmes und kaltes FluidentlangTrennwand in  entgegengesetzter Richtung VT: warmes Fluid überträgt großen Anteil Wärmemenge auf kaltes-> weniger Energieverlust übertragene Wärmemenge /A weniger stark unterschieldich an einz. Austauschflächen Gleichstrom: nebeneinander in gleiche Richtung- ideal: angleichen der Stofftemp.
• dimensionlsose Kennzahlen , die charakteriskitk von Wärmeübertragern beschreibt Abhängigkeit zueinander? ε, NTU, W, C=R siehe TUT 5 Wärmeübertrager
• Wie läßt sich der gesamte, übertragene Wärmestrom in einem Wärmeübertrager berechnen? siehe TUT 5 Wärmeübertrager Vorbereitungsfrage e
• Formel staitonäre WL in Zylinder? + Temp. profil! Buch S. 64
• staionäreWL in Kugel T(r), q(r), Q? Buch S. 66
• Definition BIOT? WL in Körper der Ausdehnung L mit λ und RB 3. ART Bi= lα/ λ Verhältnis Wärmeleit- zum Wärmeübergangswiderstand
• Reduzierung Foureir DGL auf Poisson Gleichung im stationären Fall mit inneren Wärmequellen. quasi 1- d Form für platte (0), Zylinder (1), Kugel (2)? siehe Buch S. 79 Gl 3.31
• Temperaturverläufe T(1) > T (2) a) Gegenstrom..: Mcp> Mcp b) Gegenstrom...: Mcp=Mcp c)gleichstrom analog siehe TUT 5
• W, NTU, C(R) Def.? W= V ρ cp NTU= kA/ W C=R= W1/W2
• Welche Größen werden bilanziert? Energie, Impuls, Masse, Enthalpie
• Ablauf Bilanzierung? Bilanzgröße wählen Bilanzraum Skizze diff. oder integrale Bilanz Bilanrgl. auftsellen Transportgesetze bei diff.Bilanz : -> Taylor -> RB und Anfangsbeding.
• Unterschied integrale diff. Bilanz? integrale: was rein und raus, innen uninteressant diff.: Auschnitt-> innere Vorgänge
• Taylor- Ansatz? Q(x+dx)= Q(x) + d Q(x)/(dx) * dx
• Aussagen über Gradienten? Gradient groß -> viel Wärmeabgabe-> hohes Q, q konst,wenn λ const. hohe T-> λ hoch niedrige T-> niedrige λ-> Gradient steiler und kleiner, wenn von r abhängig
• Welche RB gibt es-> Erkennungsmerkmale! 1. Art: T(x=0; t>0)= Ts= const. ///  T(x=L)= T0 Temp. explizit vorgegeben sprunghafte Temp.änderung 2. Art:  - λ dT/dxIx=0=q= const. vorgegebene q-> const. am Rand adiabate Wand-> Isotherme parallel Wand (Gradient überall gleiche Steigung) Symmetrie Maximum 3. Art:  -λ dT/dx Ix=0 = α(TF-Tw) Körper grenzt an Fluid Konvektion halbunendlicher Körper Gradient nimmt mit t ab
• WLG instaionär?+ Herleitung TUT 7 S.2
• Wie sind d/ ie #kennzahlen Re, Pr Bi und NU definiert? Re = wL/ν Pr= ν/a Nu= L α/λF Bi= Lα/λW
• Maßnahmen gegen Wärmeverlust+ phsik. Bedeutung? - Isolierung-> Erhöhung Wärmewiderstand Evakuieren-> Verringerung konvekiton Spiegelung-.> senkt Emmisisonsgrad-> weniger Strahlungsaustausch
• Bedingungen Temp. verlauf nicht linaer? instationär A,λ nicht const Wärmequellen und Senken instaionäer nicht 1-d keine konst. Stoffwerte
• Konzentrationsverlauf nicht linear? analog Temp. verlauf + einseitige Diff. und Konvektion
• Def. Temperaturleitfähigkeit? a= λ/ρcp [m2/s]
• Wie ist ein halbunendlicher Körperdefiniert? über RB nur für eine hälfte
• Formel Wärmeindringkoeffizient b? b= √(λρcp)= λ/√a

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