Wärmeübertragung at Fachhochschule Münster

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Wie funktioniert ein Heatpipe/Wärmerohr

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Wärmeübertrager können mit mittleren Temperaturen berechnet werden, wenn der logarithmische Mittelwert verwendet wird.

In welchen zwei Fällen können Sie den arithmetischen Mittelwert verwenden ?

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Leidenfrost Phänomen anhand eines Beispiels erklären.

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Vor und Nachteile von Ruß

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Unterscheid Stationär / Instationär

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Schwarzer Körper

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Unterscheid Wärmestrom / Wärmestromdichte

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Was versteht man unter Wärmestrom und Wärmestromdichte ?

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Ordne den Materialien die Wärmeleitfähigkeit in etwa zu (10erPotenz)


Dämmung

Holz

Kunststoff

Beton + Steine

Legierte Stähle

Reines Kupfer

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Welchen Zusammenhang beschreibt das Wiedemann-Franz-Lorenz Gesetz

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Was hat die Wärme eines Körpers mit der Farbe zu tun ?

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Wie entsteht bei freier Konvektion Materietransport

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Wärmeübertragung

Wie funktioniert ein Heatpipe/Wärmerohr

Kühlmittel verdampft und nimmt die Wärme des zu kühlenden Teils auf und wandelt die Wärmeenergie durch den Phasenwechsel um.
An einer anderen Stelle im Wärmerohr wo es etwas kälter ist (durch eine Belüftung o.ä.) kondensiert das Gasförmige Kühlmittel (wird wieder flüssig) an der kühleren Oberfläche und gibt die Wärme an diese ab und fließt zurück zur zu kühlenden Stelle.

Das zurückfließen kann begünstigt werden durch Spurrillen (Kapillareffekt) oder einer Stahlwolle in dem Wärmerohr selbst.

Wärmeübertragung

Wärmeübertrager können mit mittleren Temperaturen berechnet werden, wenn der logarithmische Mittelwert verwendet wird.

In welchen zwei Fällen können Sie den arithmetischen Mittelwert verwenden ?

Wenn die Differenzen an beiden Enden gleich sind (linear verlaufen) 


Wenn eine sehr kleine Differenz besteht und es sich der Aufwand nicht lohnen würde (Bsp. Frei Konvektion vertikale Platte erst bei 100 Kelvin Unterscheid)

Wärmeübertragung

Leidenfrost Phänomen anhand eines Beispiels erklären.

Filmsieden:
Dampfschutzschicht die den Wassertropen umhüllt und verhindert, dass der Wassertropfen auf die heiße Oberfläche trifft (Wassertropfen tanzt auf der Oberfläche).


Wärmeübertragung

Vor und Nachteile von Ruß

+ kann die Wärmestrahlung des Abgases besser absorbieren (als eine metallische Oberfläche)


- sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit. (Wärmetauscher können nicht den maximalen Gewinn erzielen

Wärmeübertragung

Unterscheid Stationär / Instationär

Stationäre Vorgänge bleiben über die Zeit unverändert (Temp, Gewicht etc..)

Instationäre Vorgänge verändern sich über die Zeit ( Temp, Masse verändern sich)

Wärmeübertragung

Schwarzer Körper

Dieser absorbiert alle auftretenden Strahlungen, darunter auch das sichtbare Licht.

Das Emissionsverhältnis liegt bei 1


2te Hauptsatz der Thermodynamik : Das Absorptionsverhältnis und Emissionsverhältnis müssen gleich sein, weil er sich sonst auf kosten der Umwelt immer weiter aufheizen könnte ( wenn Absorption höher wäre)

Wärmeübertragung

Unterscheid Wärmestrom / Wärmestromdichte

Wärmestrom [.Q]ist die pro Zeit übertragene Wärme in Watt [W


Wärmestromdichte [.q] ist der .Q bezogen auf die Fläche [W/m²]

Wärmeübertragung

Was versteht man unter Wärmestrom und Wärmestromdichte ?

.Q Wärmestrom pro Zeit


.q Wärmestromdichte pro Fläche

Wärmeübertragung

Ordne den Materialien die Wärmeleitfähigkeit in etwa zu (10erPotenz)


Dämmung

Holz

Kunststoff

Beton + Steine

Legierte Stähle

Reines Kupfer

Dämmung 10^-2

Holz 10^-1

Kunststoff 10^-1

Beton 1

Legierte Stähle 10^2

Reines Kupfer 10^2

Wärmeübertragung

Welchen Zusammenhang beschreibt das Wiedemann-Franz-Lorenz Gesetz

Gute elektrische Leiter sind auch gute Wärmeleiter.

Wärmeübertragung

Was hat die Wärme eines Körpers mit der Farbe zu tun ?

Je wärmer ein Körper wird, desto kurzwelliger ist die Strahlung. Dementsprechend verändert sich auch die Farbe.

im normalen Hitzebereich ist seine Farbe nur im Infrarotbereich zu sehen, aber je wärmer er wird, desto kurzwelliger wird die Strahlung und springt vom unsichtbaren in den sichtbaren Bereich ( erst rot dann immer heller bis er weiß leuchtet)


Wärmeübertragung

Wie entsteht bei freier Konvektion Materietransport

Ursache : Druckunterschiede innerhalb des Fluids (Erzwungen oder frei)


Wirkung: bewegte Fluidteilchen (Masse) nehmen an einer Stelle Wärme auf und Transportieren diese ab.

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