Wärmetauscher - Institut für Technische Chemie und ...

Institut für Technische Chemie und Polymerchemie – Chemisch-Technisches Grundpraktikum
3.3.1. Wärmeleitung durch eine Wand
Werden die beiden Oberflächen A einer ebenen Wand (Abb. 3.1.) mit der Dicke δ W , auf
verschiedenen Temperaturen T W bzw. T´W gehalten, so ist die Wärmemenge, die in der
Zeiteinheit durch die Fläche A strömt, nach dem Fourierschen Gesetzt:
W
j A
W
( T`W
TW
)
(Gl. 3.2.)
In dieser Gleichung ist j der Wärmestrom, also die pro Zeit übertragene Wärme und λ W die
Wärmeleitfähigkeit.
3.3.2. Wärmeübergang durch eine Grenzschicht
Der Wärmeübergang zwischen einer Wand und einer Flüssigkeit ist ein Vorgang, der von den
verschiedensten Einflußgrößen, vor allem aber vom Strömungszustand der Flüssigkeit
(laminar oder turbulent), abhängt.
Abb. 3.3.: Zur Definition des Wärmeübergangskoeffizienten bei laminarer Strömung
Für technische Anwendungen wird ein Wärmeübergangskoeffizient α definiert.
j( x)
A ( x)
T
(Gl. 3.3.)
In dieser Gleichung ist ΔT eine geeignete Temperaturdifferenz, zum Beispiel für das
Grenzschichtproblem an einer laminar angeströmten Platte die Differenz
T
T (Gl. 3.4.)
T W
Die anschauliche Deutung des Wärmeübergangskoeffizienten ist dann
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