Table Of ContentH.Herwig
WarmeiibertragungA-Z
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Heinz Herwig
Warmeiibertragung
A-Z
Systematische und ausfiihrliche Erlauterungen
wichtiger GroBen und Konzepte
Mit 98Abbildungen
Springer
Professor
Dr. Ing. Heinz Herwig
Technische Thermodynamik
Technische Universităt Hamburg-Harburg
Denickestra6e 17
21073 Hamburg
Deutschland
ISBN 978-3-642-63106-1
Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme
Herwig, Heinz:
Warmeubertragung A -Z : systematische und ausfiihrliche Erlauterungen
wichtiger GroBen und Konzepte I Heinz Herwig. -Berlin; Heidleberg ;
New York; Barcelona ; Hongkong ; London ; Mailand ; Paris; Singapur ;
Tokio : Springer, 2000
(VOI-Buch)
ISBN 978-3-642-63106-1 ISBN 978-3-642-56940-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-56940-1
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000
Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2000
Softcover reprint ofthe hardcover ist edition 2000
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Einbandgestaltung: Struve & Partner, Heidelberg
Satz: Reproduktionsfertige Vorlage des Autors
SPIN: 10714415 68/3020 -5 4 3 2 1 O -Gedruckt auf saurefreiem Papier
Vorwort
Die Idee zu dem vorliegenden Buch entstand aus der eigenen leidvollen Er
fahrung, bestimmte Begriffe in den Stichwortverzeichnissen von Biichern zur
Warmeiibertragung zu suchen, aber nur selten so zu finden, daB der Ver
weis wirklich zur gewiinschten Information fiihrt. Deshalb soIl im vorliegen
den Buch der Zugang im Sinne eines "Lexikons" direkt iiber die Stichworter
moglich sein. Dariiber hinaus soIl die Beschreibung in einem systematisier
ten und einheitlichen Format erfolgen. Damit ist dann stets von vorneherein
bekannt, unter welchen Gesichtspunkten die einzelnen Begriffe abgehandelt
werden.
Die Auswahl der Begriffe, die in einem jeweils vergleichbaren Umfang be
handelt werden, ist subjektiv und leider stets unvollstandig. Trotzdem ist
versucht worden, keine grundlegenden Begriffe auszulassen.
Das vorliegende Buch ersetzt keines der Standard-Werke zur Warmeiiber
tragung, sondern soIl eine (hoffentlich sinnvolle) Erganzung darstellen. In
diesem Sinne wendet es sich auch nicht an Leser, die eine Einfiihrung in die
Warmeiibertragung suchen, sondern solI vielmehr den Ingenieuren, Wissen
schaftlern und Praktikern eine Hilfe sein, die bestimmte Detailfragen noch
einmal vertiefend nachlesen wollen.
Die Herstellung der druckfertigen Vorlage ware ohne den unermiidlichen
Einsatz von Herrn Marco Schumann (der u.a. das li\'IEX-Makroerstellt hat),
Herrn Kristian Rink, Herrn Daniel Decker und HerrnHolger Oest undenkbar
gewesen. Herrn Dr.-Ing. Andreas Moschallski danke ich fiir eine intensive
inhaltliche Diskussion und viele Verbesserungsvorschlage.
Die angenehme Zusammenarbeit mit dem Springer-Verlag sei besonders
dankend erwahnt.
Hamburg, Oktober 1999 Heinz Herwig
Formale Besonderheiten in diesem Buch
Auffolgende Besonderheiten bei der Gestaltung des Buches sollte besonders
hingewiesen werden:
~ Alle Stichwarter sind nach einem einheitlichen Schema mit den Rubri
ken
BEDEUTUNG UND DEFINITION
PHYSIKALISCHER HINTERGRUND
ANWENDUNGEN UND BEISPIELE
BEACHTE
WEITERFUHRENDE LITERATUR
und in etwa vergleichbarem Umfang abgehandelt.
~ An Stellen, an denen ein Verweis auf ein anderes Stichwort sinnvoll
erscheint, erfolgt dies durch die GroBbuchstaben-Schreibweise.
Beispiel: ...wie die WARMELEITUNGSGLEICHUNG zeigt.
Dies ist als Hilfe an bestimmten Stellen gedacht, aber keine systemati
sche und vollstandige Hervorhebungaller Begriffe, diejeweilsals eigene
Stichwarter vorkommen.
~ Neben den aufjeweilsetwavier Seiten abgehandelten Stichwarterngibt
es andere, die nicht selbst beschrieben werden, sondern als Verweis auf
ein Stichwort aufgenommen worden sind. Diese Verweise finden sich
jeweils an der alphabetisch richtigen Stelle am Ende komplett abgehan
delter Stichworter. Diese Verweise sind in die alphabetische Ubersicht
am Ende des Buches aufgenommen worden.
~ ABe dimensionsbehafteten GraBen sind konsequent mit einem * verse
hen worden. GraBen ohne *sind dimensionslos.
~ Bei der Angabe von Dimensionen bedeutet ein schrager Bruchstrich,
daB alle folgenden GraBen im Nenner stehen. In diesem Sinne hat also
z.B. [kg/ms] die Bedeutung von [kg/(ms)].
~ Fur die thermodynamische Temperatur ist einheitlich der Buchstabe
T* verwendet worden. Ob es sich urn die thermodynamische Celsius
oder Kelvin- Temperatur handelt, folgt aus der Einheit °C bzw. K.
~ Die Literaturangaben unter WEITERFUHRENDE LITERATUR sind je
weils nach den Erscheinungsjahren geordnet. Die neuesten Literatur
stellen sind zuerst genannt.
Stichworter nach Sachgebieten
(eine alphabetische Ubersicht befindet sich am Ende des Buches; ausgeftihr
te Stichworter sind fett gedruckt, Stichwortverweise erscheinen im Normal
druck)
1. Gleichungen
Fouriersches Warmeleitungsgesetz 67
Konstitutive Gleichungen 123
Kopplungseffekt (--+ Konstitutive Gleichungen) 132
Thermische Energiegleichung 245
Warmeleitungsgleichung 342
2. Konzepte und Methoden
Analogie 5
Boussinesq-Approximation 23
Dimensionsanalysis 27
Filmtemperatur (--+ Referenztemperatur-Methode) 66
Grenzschicht 87
Referenztemperatur 165
Referenztemperatur-Methode 169
Reynolds-Analogie (--+ Analogie) 174
Riickgewinnfaktor 182
Stoffwertverhaltnis-Methode 199
Thermische Einlauflange 240
Variable Stoffwerte 304
Verbesserung des Warmeiiberganges 309
Warmedurchgangskoeffizient 320
Warmespeicherung 359
Warmeiibergangsbeziehung
(--+ Warmeiibergangskoeffizient) 376
Warmeiibergangskoeffizient 377
3. Thermodynamische Begriffe zur Warmeiibertragung
Adiabate Wandtemperatur 1
Anergie (-+ Exergie) 8
Eigentemperatur (-+ Adiabate Wandtemperatur) 34
Entropie 43
Entropieproduktion 48
x
Exergie 55
Kiihlgrenztemperatur 133
Latente Warme 137
Schmelzenthalpie (-+ Latente Warme) 186
Speisewasservorwarmung (-+ Zwischeniiberhitzung) 198
Sublimationsenthalpie (-+ Latente Warme) 230
Thermodynamische Mitteltemperatur 268
Thermodynamischer Kreisprozess 273
Thermodynamische Temperatur 277
Warmekraftprozesse 329
Zwischeniiberhitzung 394
4. Kennzahlen der Warmeiibertragung
Biot-Zahl 18
Brinkman-Zahl (-+ Eckert-Zahl) 26
Colburn-Zahl (-+ Analogie) 26
Eckert-Zahl 31
Fourier-Zahl 70
Froude-Zahl 73
Graetz-Zahl (-+ Graetz-Problem) 83
Grashof-Zahl 84
Merit-Zahl (-+ Warmerohr) 145
Nusselt-Zahl 155
Peclet-Zahl 158
Prandtl-Zahl 161
Rayleigh-Zahl (-+ Grashof-Zahl) 164
Reynolds-Zahl 175
Richardson-Zahl 179
Stanton-Zahl (-+ Nusselt-Zahl) 198
Turbulente Prandtl-Zahl 301
5. Stoffwerte der Warmeiibertragung
Latente Warme 137
TemperaturleiWihigkeit 231
Thermischer Ausdehnungskoeffizient 255
Warmekapazitat 323
WarmeleiWihigkeit 334
6. Spezielle Formen und Aspekte der Warmeiibertragung
Behaltersieden 9
Benard-Konvektion 14
XI
Blasensieden (-+ Sieden) 22
Filmkondensation 58
Filmkiihlung 62
Filmsieden (-+ Sieden) 66
Induktionsheizung 93
Joulesche Warme 97
Konjugierter Warmeiibergang 120
Konvektive Warmeiibertragung 127
Leveque-Losung 142
Mikrowellenheizung 146
Nicht-Fouriersche Warmeleitung 150
Peltier-Effekt (-+ Thermoelement) 160
Rayleigh-Benard-Konvektion (-+ Benard-Konvektion) 164
Schwitzktihlung (-+ Transpirationskiihlung) 186
Seebeck-Effekt (-+ Thermoelement) 186
Siedekrise (-+ Sieden; Stromungssieden) 186
Sieden 187
Soret-Effekt (-+ Thermodiffusion) 198
Stilles Sieden (-+ Sieden) 198
Thermische Isolation 250
Thermischer Kontaktwiderstand 258
Transpirationskiihlung 289
Tropfenkondensation 298
Verdunstungsktihlung (-+ Transpirationskiihlung) 316
Warmeleitung 338
Warmeiibertragung 388
Widerstandsheizung (-+ Joulesche Warme) 393
7. Warmeiibertragung mit Phasenwechsel
Blasensieden (-+ Sieden) 22
Filmkondensation 58
Filmsieden (-+ Sieden) 66
Kondensation 111
Kritische Warmestromdichte (-+ Sieden) 132
Latente Warme 137
Leidenfrost-Temperatur (-+ Sieden) 141
Sieden 187
Stilles Sieden (-+ Sieden) 198
Stromungssieden 226
Tropfenkondensation 298
Verdunstungsktihlung (-+ Transpirationskiihlung) 316
XII
8. Warmestrahlung
Einstrahlzahl 35
Hohlraumstrahlung (-t Strahlung Schwarzer Korper) 92
Solarstrahlung 193
Strahlung Grauer Korper 203
Strahlung realer Korper 206
Strahlung Schwarzer Korper 214
Strahlung von Gasen 221
Treibhauseffekt 293
Warmestrahlung 365
9. Warmetechnische Apparate und Anlagen
Induktionsheizung 93
Kaltemaschine 100
Kondensator 116
Mikrowellenheizung 146
Regenerator (-t Warmeiibertrager) 174
Rekuperator (-t Warmeiibertrager) 174
Thermosyphon (-t Warmerohr) 288
Verdampfer 314
Warmepumpe 346
Warmerohr 353
Warmespeicherung 359
Warmeiibertrager 381
10. Meteorologische Aspekte
Empfundene Temperatur (-t Fiihlbare Temperatur) 42
Fiihlbare Temperatur 76
Solarstrahlung 193
Treibhauseffekt 293
11. MeBtechnische Aspekte
Temperaturmessung 235
Thermoelement 283
Warmestrommessung 371
Widerstandsthermometer (-t Temperaturmessung) 393
