Wärmeleitfähigkeit von Wasser und Dampf
Wasser und Dampf sindim Primärkreislauf (von der Oberfläche der Brennstäbe zum Kühlmittelstrom) und im Sekundärkreislaufeine übliche Flüssigkeit, die zum Wärmeaustausch verwendet wird. Es dient aufgrund seiner Verfügbarkeit und hohen Wärmekapazität sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen. Der Wärmetransport durch Verdampfung und Kondensation von Wasser ist aufgrund seiner sehr großen latenten Verdampfungswärme besonders effektiv.
Ein Nachteil besteht darin, dass wassergesteuerte Reaktoren einen Hochdruck-Primärkreislauf verwenden müssen, um das Wasser im flüssigen Zustand zu halten und einen ausreichenden thermodynamischen Wirkungsgrad zu erzielen. Wasser und Dampf reagieren auch mit Metallen, die üblicherweise in Industrien wie Stahl und Kupfer vorkommen und durch unbehandeltes Wasser und Dampf schneller oxidiert werden. In fast allen Wärmekraftwerken (Kohle, Gas, Kernkraft) wird Wasser als Arbeitsmedium (in einem geschlossenen Kreislauf zwischen Kessel, Dampfturbine und Kondensator) und das Kühlmittel (zum Austausch der Abwärme an einen Wasserkörper) verwendet oder durch Verdampfung in einem Kühlturm abtransportieren).
Wärmeleitfähigkeit von Wasser
Wärmeleitfähigkeit von Dampf
Siehe auch: Dampftabellen
Spezielle Referenz: Thermophysikalische Eigenschaften von Materialien für die Kerntechnik: Ein Tutorial und eine Sammlung von Daten. IAEA-THPH, IAEA, Wien, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.
Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten (Flüssigkeiten und Gase)
In der Physik ist eine Flüssigkeit eine Substanz, die sich unter einer angelegten Scherbeanspruchung kontinuierlich verformt (fließt). Flüssigkeiten sind eine Teilmenge der Phasen der Materie und umfassen Flüssigkeiten , Gase , Plasmen und in gewissem Maße plastische Feststoffe. Da der intermolekulare Abstand viel größer ist und die Bewegung der Moleküle für den flüssigen Zustand zufälliger ist als für den festen Zustand, ist der Transport von Wärmeenergie weniger effektiv. Die Wärmeleitfähigkeitvon Gasen und Flüssigkeiten ist daher in der Regel kleiner als die von Feststoffen. In Flüssigkeiten wird die Wärmeleitung durch atomare oder molekulare Diffusion verursacht. In Gasen wird die Wärmeleitung durch Diffusion von Molekülen von einem höheren Energieniveau zu einem niedrigeren Niveau verursacht.
Wärmeleitfähigkeit von Gasen
Der Einfluss von Temperatur, Druck und chemischen Spezies auf die Wärmeleitfähigkeit eines Gases kann anhand der kinetischen Theorie der Gase erklärt werden . Luft und andere Gase sind im Allgemeinen gute Isolatoren, wenn keine Konvektion vorliegt. Daher funktionieren viele Isoliermaterialien (z. B. Polystyrol) einfach durch eine große Anzahl von gasgefüllten Taschen, die eine Konvektion in großem Maßstab verhindern . Der Wechsel von Gastasche und festem Material bewirkt, dass die Wärme über viele Grenzflächen übertragen werden muss, was zu einer raschen Abnahme des Wärmeübertragungskoeffizienten führt.
Die Wärmeleitfähigkeit von Gasen ist direkt proportional zur Dichte des Gases, der mittleren Molekülgeschwindigkeit und insbesondere zum mittleren freien Weg des Moleküls. Der mittlere freie Weg hängt auch vom Durchmesser des Moleküls ab, wobei größere Moleküle häufiger Kollisionen erfahren als kleine Moleküle. Dies ist die durchschnittliche Entfernung, die ein Energieträger (ein Molekül) vor einer Kollision zurücklegt. Leichte Gase wie Wasserstoff und Helium weisen typischerweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf . Dichte Gase wie Xenon und Dichlordifluormethan weisen eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf.
Im Allgemeinen nimmt die Wärmeleitfähigkeit von Gasen mit zunehmender Temperatur zu.
Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten
Wie geschrieben wurde, wird in Flüssigkeiten die Wärmeleitung durch atomare oder molekulare Diffusion verursacht, aber physikalische Mechanismen zur Erklärung der Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten sind nicht gut verstanden. Flüssigkeiten haben tendenziell eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Gase, und die Fließfähigkeit macht eine Flüssigkeit geeignet, um überschüssige Wärme von mechanischen Bauteilen zu entfernen. Die Wärme kann abgeführt werden, indem die Flüssigkeit durch einen Wärmetauscher geleitet wird. Die in Kernreaktoren verwendeten Kühlmittel umfassen Wasser oder flüssige Metalle wie Natrium oder Blei.
Die Wärmeleitfähigkeit nichtmetallischer Flüssigkeiten nimmt im Allgemeinen mit zunehmender Temperatur ab.
……………………………………………………………………………………………………………………………….
Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
