Wärme - Lehrstuhl für Thermodynamik

2.2 Neue Untersuchungen zu Mischkonvektionsströmungen 27
aus nicht flüchtigen Gemischen. Aber auch bei natürlichen Prozessen,
wie der beidseitigen Diffusionskonvektion in Ozean-Strömungen und
der simultanen Diffusion der Körperwärme und Transpiration zur
Regulierung der Körpertemperatur an heissen Sommertagen, spielt
Mischkonvektion mit simultanem Wärme- und Stofftransport eine
Rolle. Bei der Verdunstungskühlung ist die Kombination von Luft
und Wasser die häufigste Variante. Verschiedene nachfolgend aufgeführte
Arbeiten haben diese Kombination genutzt, um den simultanen
Wärme- und Stoffübergang unter verschiedenen Bedingungen
zu erforschen.
Bisher wurden für gekrümmte Kanäle keine Arbeiten zu simultanen
Wärme- und Stofftransportvorgängen unter der Bedingung der
Mischkonvektion veröffentlicht. Trotz ihrer Bedeutung für ingenieurtechnische
Anwendungen erhielten die kombinierten Auftriebseffekte
durch thermische und Massendiffusion bei der laminaren, erzwungenen
Konvektion nur wenig Beachtung.
Tsay und Yan führten eine Reihe von Untersuchungen zum Wärmeund
Stofftransport bei laminarer Mischkonvektionen in vertikalen
Rohren und Kanälen durch. Numerisch betrachteten Tsay und
Yan (1990) [74] den Wärme- und Stoffübergang bei laminarer
Mischkonvektion in Luft-Wasser-Kanalströmungen mit gleichmäßigen
Wandwärmeströmen. Ausgehend von einem besonders dünnen
und daher vernachlässigbaren Flüssigkeitsfilm an der Wand und der
Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit der physikalischen Eigenschaften
des Gasgemisches wurde der Einfluss des Wandwärmestromes,
der Re-Zahl und der relativen Feuchte der Luft detailliert
untersucht. In ihren Untersuchungen gehen sie von einem Energietransport
von der nassen Wand zur feuchten Luft von zwei Faktoren
aus:
1. der Temperaturgradient des Fluids an der feuchten Wand →
sensible Wärme
2. der Massenstrom → latenter Wärmetransport.