EIS I (Fach) / Werkstoffwissenschaften GL (Lektion)

viel Mist

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• In welcher beziehung stehen erf und erfc? erf= 1- erfc (ξ)
• Warum wird die Lsg. mit H. der Errorfunction auch als Kurzzeitlösung bezeichnet? T0 muss erreicht werden,um Bedingung zu erfüllen-> nur kurzzeitig erreichbar es gelten nur RB 1. und 2. Art
• Wasist der Ausgangspunkt für instst. WL-> Errorfunction,Separationsansatz? WLGleichung dT/dt= a d2T/dx2 mit der Anfangsbedingung T(x, t=0) = T0
• Zeichne Temp.profil instat. WL mit WL.gleichung für die 3 RBfür drei versch. Zeiten.Wie lautet Lsg. der DGL für 1. und 2. RB? siehe TUT 9 Lsg.
• Zwei Körper mit unterschiedlicher temp treffen aufeinander. Zeichne Temp.profil und nenne die 2 RB an der Grenzfläche. sihe Lsg. TUT 9 Aujfgabe 2
• Wärmeleitungsgleichung unter Annahme konst. Stoffwerte! Welche Lösungsverfahren gibt es fürinstatinäre Systeme? dT/dt= a d2T/dr2 + n/r (dT/dr)+ w/(ρ cv) - Errorfunction - Separationsansatz
• Welche RB gelten jeweils für Kurz- und Langzeitkösung? Aufschreiben! Kurz: RB 1. und 2. Art lang: RB 1. und 3. Art siehe Lernzettel inst. WL
• Wie ist die dimensionslaose Zeit (Fourier- Zsahl) definiert? Fo= at/ L2 Verhältnis thermisches Diffusionslängenmaß zum geometrischen Längenmaß
• Ebene Stahlplatte,einheitl. Anfangstemp., t=0 Plattein Eiswasser getauchgt (T(eis) konstrant Annahme: Lambda a)RB b) Auswirkung Annhame c)RB in halbunendlichen Körper a) siehe TUT 10 Aufgabe 1/1 b)Übergang der RB 3. aArt in RB 1. Art c) TUT 10 Aufgabe 1/ 4.
• Wann stimmen die lösungen für halbunendlichen Körper und fürSeparatikionsansatz zu jedem Zeitpunkt exaktüberein? TUT 10 Aufgabe 1/6
• Umwandlung WLG instat. für Separationsansatz über RB in dimensionslose Form! TUT 10 Aufgabe 1/9
• Vergleich Stofftransport- Wärmetransport! Stofftransp.                                                      Wärmetransport konvektiv:                                                       Konvektion: mA= βΔρA                                                q= αΔT nA= βΔcA Diffusion:                                                               WL: ujA= -DAB dcA/dx                                         q= -λ dT/dx jA= -DAB dρA/ dx
• Welche zwei Bezugssysteme gibt es bei Stofftransportvorgängen? Teilchenbezugssystem: u= Σ xk* wk Schwerpunktbezugssystem: w= Σ ξk* wk
• Stofftransport: diffusiv, konvektiv? konv.: Bezugssytem diff.: Fick´sche Gesetz
• Aus weöchen Anteilen setzt sich der Stofftransport zusammen? Allg. Formwl? nA= cA* wA (Stoffstromdichte) = cA* u(konvektiv)+ ujA (diffusiv)
• Definition molare Konz., Molanteil, Massenanteil und part. Dichte. Was gilt für die Summen? TUT 11 Vorbereitungsfrage f
• Wie sind die bezugsgeschwindigkeiten definiert? Wozu braucht man die? Wann nehmen sie gleiche Werte an? Schwerpunktgeschw. w Teilchenbezugsgeschw. u (siehe Lsg TUT 11 Aufgabe 2) b) weil absolute Geschwindigkeit nichtermittelbarsiehe auch Lsg TUT 11 c) glwiche Molmassen
• Tritt bei einer einseitigen ode äquimolaren Diff. ein Konvektionsstrom auf? einseitige
• Wann gilt im Zweistoffsystem ujA= -ujB,wenn c=const.? immer gültig
• Stellt sich bei stat. Diffusion ein lineares Konz.profil ein? nein
• ujA ist die Diffusionstromdichte im Schwerpunktsystem? nein,im Teilchenbezugssystem
• Zeige, ass bei c= const die Summe der Diffstromdichten =0,immer gilt! TUT 12 Aufgabe 1 Lsg
• Beschreibung einseitige und äquimolare Diff.? äquimolar: ein Ausgleichsvorgang in einem geschlossenen, stationären System zweier idealer Gase bei konstanten Druck- und Temperaturbedingungen, die als weitere Idealisierung annäherend gleiche Molmassen aufweisensollen. Durch eine imaginäre Grenzfläche treten gleichviele Teilchen von A nach B wie auch von B nach A (äquimolarer Vorgang). einseitig: + Konvektion, Luft von der Seite
• Was beschreibt das Henry- Gesetz? Verhalten an Grenzflächen allerdings nur für geringe Konzentrationen sagt einen Konzentrationssprung an Phasengrenzflächen zwischen Gas und Flüssigkeit voraus, der mit den unterschiedlichen Löslichkeiten in Flüssigkeit und Gas erklärt werden kann (Wechsel des Aggregatzustandes) Henry-Zahl He ist dabei ein Maß für die Höhe des Sprunges und ist definiert als der Massenanteil der einen Komponente im Gas an der gasseitigen Grenzfläche (kann z.B. der Sauerstoffanteil in Luft sein) bezogen auf denjenigen an der flüssigkeitsseitigen  He also größer als Eins, ist mehr der Komponente im Gas gelöst He kleiner Eins mehr in der Flüssigkeit
• Was beschreibt der Henry- Koeffizient? Der Henrykoeffizient (Henry´sche Konstante) hingegen ist das Verhältnis vom Partialdruck der Komponente an der gasseitigen Fläche zum Molanteil an der Flüssigkeitsseite. Ist z.B. bei konstantem Druck eine große Stoffmenge gelöst, nimmt die Henryzahl einen kleinen Wert an und kennzeichnet so eine gute Löslichkeit des Gases in derFlüssigkeit.
• Wie ist die Sherwood Zahl definiert? Sh= βL/ D dimensionsloser Temp. gradient an der Wand
• Ordne Materialien nach Wärmeleitfähigkeit! Beton, Cu, H2O, Stahl, Luft von klein zu groß Luft, Wasser, Beton, Stahl, Cu
• Skizze stat. 1-d Temp.profil in ebener Wand und im Hohlzylinder + Begründung Skizze: s. SS09 Klausur Begründung: Wand: Fourier Zylinder: Fourier mit mitlaufenden r bzw. A
• Siehe SS 09 Aufgabe 2. Ordne Skizze den Geometrien zu! Lösungv. oben nach unten Platte, Zylinder, Kugel
• Der Wärmeübergnagskoeffizient wird erhöht,wie ändert sich Biot- Zahl? wenn α steigt,steigt auch Biot- Zahl
• Wie ändert sich Graph,wenn Alpha erhöhtwird bei Platte1-d,staionär mit Wärmequelle? Graph wird schmaler und kleiner
• Skizze Diagrámm Wärmeübertrager,wnn eines bei P= const. kondensiert und beim andeen Fluid kein Phasenwechsel stattfindet. + Strömungsrixchtung siehe SS 09 Aufgabe 3 b
• Woher kommt die 2. Ableitung nach dem Ort in der WLGleichung dT/dt= a d^2T/dx^2 + w/ rho* c? Fourier und Taylor
• Nenne Wärmequellen! exotherme Reaktion Stromdurchfluss
• Konvektiver Wärmeübergang mit Pumpe? erzwungene Konvektion
• Handelt es sich bei der Wärmeleitfähigkeit, Dichte und Wärmeübergangskoeffizeint un stoffwerte? Lambda und Dichte ja Alpha nein
• Leite her, dass bei äquimolarer Diffusion Da und Db gleich sind. Siehe SS 09 Aufgabe 8
• Wann erf und wann erfc? erf: T(x,t) - TS/( T0-TS) erfc: T(x,t) - T0/ (TS- T0)
• Strategien zum kühlen + Begründung Ventilator schneller -> α besser RrippenoF vergrößern -> große Fläche für Wärmeübergnag anstatt adiabat-> Platte mit Wärmeleitung----> zusätzliche Wärmeabgabe äußere Luftzufuhr-> gtreibense Temp.differenz
• Wann ist es unerheblich,ob ein Wärmeübertrager im Gelich- ode rGegenstrom aggiert? bei Kondensation und Verdampfen
• stabförmige Kühlrippe, stationär,1-d, Stoffwerte konstant! Diff. Energiebilanz + RB Siehe Klausur 27.07.05 Aufgabe 7 a, b
• OF strahlungsdurchlässiger Körper, schwarz (senkrecht gucken) und reflektierend (flacher Blickwinkel. a) spektraler Absorptionsgrad unbd Reflektionsgrad über Zenitwinkel auftragen b)spektraler Absorpt. in Polardiagramm fürZenitwinkel Siehe WS 07/08 (03.03.08) Aufgabe 3
• 1. Fick´sche Gesetz + auftretende Terme benennen und Einheiten ujA= -DAB dcA/dy ujA Diffusionsstromdichte [kg/ (m2 s] DAB Diffusionskoeffizient [m2/s] dca/ dy  Konzentrationsgardient   mol/m3    
• Zeichne Gefäß dür einseitige Diffusion! siehe Formelsammlung S 22.
• Tritt bei einseitiger Diffusion nur Diffusion in eine Richtung auf? Begründung Nein bei Zweistoffgenisch tritt immer Diffusion beider Komponenten gleichzeitig aufbei konst Dund Gesamtkonz. c gilt immer uja= ujb
• Ist die Molenstromdichte des Wassers im äquimolaren Fall größeroder kleinre als bei inseitiger Diff,. rechner. Begründung Klausur WS 07/08  (03.03.08) Aufgabe 12 d
• Wie ist der Rippenwirkungsgrad defineirt? ηR=QR/ QR0 Verhältnis von Rippe abgegbener Wärme und abgegebene Wärem, wenn TR=T0 η= TR-T2/(T0-T2)
• Wie ist der Rippenfaktor definiert? F= A0- A0R+ AR/( A0)
• Was ist der Unterschied zwischen grauen und schwarzen Strahler? gruaer ε< 1 schwarzer ε=1
• Beispiele für konv. Stoffübergang? Buch S. 395

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