Mechanismen und Arten der Wärmeübertragung

Mechanismen der Wärmeübertragung

Konvektion

Wärmeaustausch in Flüssigkeiten durch den Transport von Energie mittels interner Flüssigkeitsbewegung, die durch Dichteschwankungen künstlich erzeugt wird (z.B. Kondensation und Verdampfung).

Thermische Strahlung

Thermische Strahlung (z.B. Wärme von der Sonne) ist elektromagnetische Strahlung, die von einer thermisch angeregten Körperoberfläche in einer geraden Linie in alle Richtungen ausgesendet wird. Sie überträgt Energie auf andere Körper, wobei ein Teil absorbiert und ein anderer reflektiert wird. Es ist der einzige Mechanismus, der eine Übertragung im Vakuum ermöglicht.

3. Wärmeübertragung durch Leitung

Leitung durch eine einzelne ebene Wand

Eine einfache, flache Wand aus homogenem Material, deren Oberflächen gleichmäßige und bekannte Temperaturen aufweisen.

4. Leitung durch eine zusammengesetzte ebene Wand

Eine flache Wand, die aus zwei oder mehr einfachen, homogenen Materialien besteht, deren äußere Oberflächen bekannte Temperaturen aufweisen.

Der einheitliche Wärmestrom ist die Resultante der Leitfähigkeiten und Wandstärken der einzelnen Wände, die das System bilden, sowie der Temperaturen der Außenflächen.

5. Leitung durch eine einfache rohrförmige Wand

Eine rohrförmige Wand aus homogenem Material, deren innere und äußere Oberflächen bekannte Temperaturen aufweisen.

Der einheitliche Wärmestrom ist die Resultante der Leitfähigkeiten und Dicken (Radien) der Wände, die das System bilden, sowie der Temperaturen der inneren und äußeren Oberflächen.

6. Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeiten durch feste ebene Wände

Eine ebene Wand, die aus zwei oder mehr einfachen, homogenen Materialien besteht, trennt zwei getrennte Flüssigkeiten in Bewegung mit bekannten Massentemperaturen.

Der Wärmestrom, der zwischen den beiden Flüssigkeiten übertragen wird, ist das Ergebnis ihrer Massentemperaturen, der Konvektionskoeffizienten (Filmkoeffizienten) jeder Flüssigkeit an der festen Oberfläche sowie der Leitfähigkeiten und Dicken der festen Wände, die das System bilden.

7. Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeiten durch feste rohrförmige Wände

Eine rohrförmige Wand, die aus zwei oder mehr einfachen, homogenen Materialien besteht, trennt zwei getrennte Flüssigkeiten in Bewegung mit bekannten Massentemperaturen.