Fluid- und Wärmetransport Wärmeübertragung

Die Grundlagen der Wärmeübertragung werden im Rahmen einer einsemestrigen Vorlesung ausführlich behandelt. Nach einer Einführung in die Grundbegriffe und Kennzahlen der grundlegenden Wärmeübergangsmechanismen Wärmeleitung, Konvektion und Temperaturstrahlung wird zunächst der technische Anwendungsfall der Wärmeübertrager ausführlich behandelt. Hierauf folgt die eindimensionale stationäre und instationäre Wärmeleitung in einfachen Körpern, wobei auch auf die Wärmeabgabe durch vergrößerte Oberflächen und auf quasistationäre Vorgänge eingegangen wird. - Anschließend werden die Grundgleichungen der Thermofluidmechanik anschaulich hergeleitet und ihre Anwendung auf Wärmeübertragungsprobleme der erzwungenen Konvektion bei laminarer und turbulenter Strömung beschrieben. Nach der Darstellung des Wärmeübergangs bei freier Konvektion werden die Grundlagen der mehrphasigen Wärmeübertragung wie Sieden und Kondensieren behandelt. Abschließend wird eine kurze Einführung in die Temperaturstrahlung gegeben. Einzelne Kapitel werden durch Aufgaben ergänzt, und im Anhang befindet sich eine Formelsammlung mit den wichtigsten Gebrauchsformeln der Wärmeübertragung. - Das Buch ist damit nicht nur als vorlesungsbegleitendes Lehrbuch oder zum Selbststudium, sondern auch als Nachschlagewerk für den in der Praxis stehenden Ingenieur geeignet.

1. Einführung.- 1.1 Wärmeleitung.- 1.2 Konvektion.- 1.3 Temperaturstrahlung.- 1.4 Wärmeübertragungs-Apparate.- 2. Wärmeleitung.- 2.1 Fourier-Gleichung.- 2.2 Stationäre, eindimensionale Wärmeleitung.- 2.3 Instationäre, eindimensionale Wärmeleitung.- 2.4 Übungsaufgaben.- 3. Konvektive Wärmeübertragung.- 3.1 Grundgleichungen der Thermofluidmechanik.- 3.2 Laminar durchströmte Kanäle.- 3.3 Turbulent durchströmte Kanäle.- 3.4 Grenzschichtgleichungen.- 3.5 Laminar überströmte Platte.- 3.6 Turbulent überströmte Platte.- 3.7 Querangeströmte Körper.- 3.8 Übungsaufgaben.- 4. Freie Konvektion an der vertikalen Platte.- 4.1 Grundlagen.- 4.2 Oberbeck-Boussinesq-Approximation.- 4.3 Wärmeübergang bei laminarer Strömung.- 4.4 Wärmeübergang bei turbulenter Strömung.- 4.5 Übungsaufgaben.- 5. Konvektiver Wärmeübergang in mehrphasigen Fluiden.- 5.1 Wärmeübergang beim Kondensieren.- 5.2 Wärmeübergang beim Sieden.- 5.3 Übungsaufgaben.- 6. Wärmestrahlung.- 6.1 Emission, Absorption und Reflexion.- 6.2 Gesetz von Kirchhoff.- 6.3 Der schwarze Körper.- 6.4 Wärmetransport durch Strahlung.- 6.5 Übungsaufgaben.- Anhang A: Lösungen der Übungsaufgaben.- Anhang B: Formelsammlung zur Wärmeübertragung.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.