{"id":42553,"date":"2019-10-05T05:27:13","date_gmt":"2019-10-05T04:27:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-der-gesamtwarmeubergangskoeffizient-u-faktor-definition\/"},"modified":"2021-06-08T10:44:25","modified_gmt":"2021-06-08T09:44:25","slug":"was-ist-der-gesamtwarmeubergangskoeffizient-u-faktor-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-gesamtwarmeubergangskoeffizient-u-faktor-definition\/","title":{"rendered":"Was ist der W\u00e4rmedurchgangskoeffizient – U-Faktor – Definition?"},"content":{"rendered":"
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In Verbundsystemen ist es h\u00e4ufig zweckm\u00e4\u00dfig, mit einem Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten zu arbeiten, der als U-Faktor bezeichnet wird.\u00a0Der U-Faktor wird durch einen Ausdruck definiert, der dem Newtonschen Gesetz der Abk\u00fchlung entspricht<\/div>\n<\/div>\n
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U-Faktor – W\u00e4rmedurchgangskoeffizient<\/h2>\n

Viele der in der Industrie anzutreffenden W\u00e4rme\u00fcbertragungsprozesse beinhalten Verbundsysteme und sogar eine Kombination aus\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/a>\u00a0und\u00a0Konvektion<\/a>\u00a0.\u00a0Bei diesen Verbundsystemen ist es h\u00e4ufig zweckm\u00e4\u00dfig, mit einem\u00a0Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten zu arbeiten,<\/strong>\u00a0der als\u00a0U-Faktor bezeichnet wird<\/strong>\u00a0.\u00a0Der U-Faktor wird durch einen Ausdruck definiert, der dem\u00a0Newtonschen Gesetz der Abk\u00fchlung entspricht<\/strong>\u00a0:<\/p>\n

\"U-Faktor<\/a><\/p>\n

Der\u00a0Gesamtw\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizient<\/strong>\u00a0ist ,\u00a0bezogen auf den\u00a0Gesamtw\u00e4rmewiderstand<\/a>\u00a0und ist\u00a0abh\u00e4ngig von der Geometrie des Problems.\u00a0Beispielsweise beinhaltet die\u00a0W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/a>\u00a0in einem\u00a0Dampferzeuger<\/a>\u00a0die Konvektion von der Hauptmenge des Reaktork\u00fchlmittels zur inneren Rohroberfl\u00e4che des Dampferzeugers, die Leitung durch die Rohrwand und die Konvektion (sieden) von der \u00e4u\u00dferen Rohroberfl\u00e4che zur sekund\u00e4rseitigen Fl\u00fcssigkeit.<\/p>\n

Bei kombinierter W\u00e4rme\u00fcbertragung f\u00fcr einen W\u00e4rmetauscher gibt es zwei Werte f\u00fcr h.\u00a0Es gibt den konvektiven W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten (h) f\u00fcr den Fl\u00fcssigkeitsfilm innerhalb der Rohre und einen konvektiven W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten f\u00fcr den Fl\u00fcssigkeitsfilm au\u00dferhalb der Rohre.\u00a0Die\u00a0W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/a>\u00a0(k) und die Dicke (\u0394x) der Rohrwand m\u00fcssen ebenfalls ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n

Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient – ebene Wand<\/strong><\/p>\n

\"U-Faktor<\/a><\/p>\n

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Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient – zylindrische Rohre<\/strong><\/p>\n

Eine stetige W\u00e4rme\u00fcbertragung durch mehrschichtige zylindrische oder kugelf\u00f6rmige Schalen kann wie mehrschichtige ebene W\u00e4nde gehandhabt werden.<\/p>\n

\"Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/h2>\n

Die W\u00e4rme\u00fcbertragungseigenschaften eines festen Materials werden durch eine Eigenschaft gemessen, die als\u00a0\u00a0W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/strong><\/a>\u00a0k (oder \u03bb) bezeichnet wird und in\u00a0W \/ mK<\/strong>\u00a0gemessen wird\u00a0\u00a0.\u00a0Es ist ein Ma\u00df f\u00fcr die F\u00e4higkeit eines Stoffes, W\u00e4rme durch W\u00e4rmeleitung durch ein Material zu \u00fcbertragen.\u00a0Beachten Sie, dass das\u00a0\u00a0Fourier-Gesetz<\/strong>\u00a0\u00a0f\u00fcr alle Materie gilt, unabh\u00e4ngig von ihrem Zustand (fest, fl\u00fcssig oder gasf\u00f6rmig). Daher gilt es auch f\u00fcr Fl\u00fcssigkeiten und Gase.<\/p>\n

Die\u00a0\u00a0W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/strong>\u00a0\u00a0der meisten Fl\u00fcssigkeiten und Feststoffe variiert mit der Temperatur.\u00a0Bei D\u00e4mpfen kommt es auch auf den Druck an.\u00a0Allgemein:<\/p>\n

\"W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/a><\/p>\n

Die meisten Materialien sind nahezu homogen, daher k\u00f6nnen wir normalerweise\u00a0k = k (T)<\/em><\/strong>\u00a0schreiben\u00a0\u00a0.\u00a0\u00c4hnliche Definitionen sind mit W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeiten in y- und z-Richtung (k\u00a0y<\/sub>\u00a0, k\u00a0z<\/sub>\u00a0) verbunden, aber f\u00fcr ein isotropes Material ist die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit unabh\u00e4ngig von der \u00dcbertragungsrichtung, k\u00a0x<\/sub>\u00a0\u00a0= k\u00a0y<\/sub>\u00a0\u00a0= k\u00a0z<\/sub>\u00a0\u00a0= k.<\/p>\n

Aus der vorstehenden Gleichung folgt, dass der W\u00e4rmeleitungsfluss mit zunehmender W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit zunimmt und mit zunehmender Temperaturdifferenz zunimmt.\u00a0Im Allgemeinen ist die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit eines Feststoffs gr\u00f6\u00dfer als die einer Fl\u00fcssigkeit, die gr\u00f6\u00dfer als die eines Gases ist.\u00a0Dieser Trend ist haupts\u00e4chlich auf Unterschiede im\u00a0\u00a0intermolekularen Abstand<\/strong>\u00a0\u00a0f\u00fcr die beiden Materiezust\u00e4nde zur\u00fcckzuf\u00fchren.\u00a0Insbesondere hat Diamant die h\u00f6chste H\u00e4rte und W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit aller Sch\u00fcttg\u00fcter.<\/p>\n

\"W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Konvektiver W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient<\/h2>\n

Wie zu sehen ist, die\u00a0\u00a0Konstante der Proportionalit\u00e4t<\/strong>\u00a0\u00a0wird in Berechnungen von\u00a0entscheidender Bedeutung sein ,\u00a0und es ist bekannt als die\u00a0\u00a0Konvektionsw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten<\/strong>\u00a0,\u00a0\u00a0h<\/strong>\u00a0.\u00a0Der\u00a0\u00a0konvektive W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient<\/strong>\u00a0\u00a0h kann definiert werden als:<\/p>\n

Die W\u00e4rme\u00fcbertragungsrate zwischen einer festen Oberfl\u00e4che und einem Fluid pro Oberfl\u00e4cheneinheit pro Temperatureinheitseinheit.<\/em><\/p>\n

\"konvektiver<\/a><\/p>\n

\"konvektiver<\/a><\/p>\n

Der\u00a0\u00a0konvektive W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0h\u00e4ngt von den physikalischen Eigenschaften des Fluids und der physikalischen Situation ab.\u00a0Der konvektive W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient ist keine Eigenschaft des Fluids.\u00a0Es ist ein experimentell bestimmter Parameter, dessen Wert von allen Variablen abh\u00e4ngt, die die Konvektion beeinflussen, wie z. B. der\u00a0\u00a0Oberfl\u00e4chengeometrie<\/strong>\u00a0, der\u00a0\u00a0Art der Fluidbewegung<\/strong>\u00a0, den\u00a0\u00a0Eigenschaften des Fluids<\/strong>\u00a0und der\u00a0Geschwindigkeit<\/strong>\u00a0des\u00a0\u00a0Bulk-Fluids<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Typischerweise ist der\u00a0\u00a0konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizient<\/strong>\u00a0\u00a0f\u00fcr\u00a0\u00a0laminare Str\u00f6mung<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0im Vergleich zum\u00a0konvektiven W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten<\/strong>\u00a0\u00a0f\u00fcr\u00a0\u00a0turbulente Str\u00f6mung<\/strong><\/a>\u00a0relativ niedrig\u00a0\u00a0.\u00a0Dies ist auf eine turbulente Str\u00f6mung mit einer\u00a0\u00a0d\u00fcnneren stehenden Fluidfilmschicht<\/strong>\u00a0\u00a0auf der W\u00e4rme\u00fcbertragungsoberfl\u00e4che zur\u00fcckzuf\u00fchren.<\/p>\n

Es ist zu beachten, dass diese\u00a0\u00a0stagnierende Fl\u00fcssigkeitsfilmschicht<\/strong>\u00a0\u00a0eine entscheidende Rolle f\u00fcr den konvektiven W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten spielt.\u00a0Es wird beobachtet, dass die Fl\u00fcssigkeit\u00a0\u00a0an der Oberfl\u00e4che vollst\u00e4ndig zum Stillstand kommt<\/strong>\u00a0und eine Geschwindigkeit von Null relativ zur Oberfl\u00e4che annimmt.\u00a0Dieses Ph\u00e4nomen ist als rutschfester Zustand bekannt, und daher erfolgt\u00a0\u00a0der<\/strong>\u00a0Energiefluss\u00a0\u00a0an der Oberfl\u00e4che\u00a0\u00a0<\/strong>ausschlie\u00dflich durch Leitung.\u00a0<\/strong>In den n\u00e4chsten Schichten treten jedoch sowohl Leitungs- als auch Diffusionsmassenbewegungen auf molekularer oder makroskopischer Ebene auf.\u00a0Aufgrund der Massenbewegung ist die Energie\u00fcbertragungsrate h\u00f6her.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In Verbundsystemen ist es h\u00e4ufig zweckm\u00e4\u00dfig, mit einem Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten zu arbeiten, der als U-Faktor bezeichnet wird.\u00a0Der U-Faktor wird durch einen Ausdruck definiert, der dem Newtonschen Gesetz der Abk\u00fchlung entspricht U-Faktor – W\u00e4rmedurchgangskoeffizient Viele der in der Industrie anzutreffenden W\u00e4rme\u00fcbertragungsprozesse beinhalten Verbundsysteme und sogar eine Kombination aus\u00a0W\u00e4rmeleitung\u00a0und\u00a0Konvektion\u00a0.\u00a0Bei diesen Verbundsystemen ist es h\u00e4ufig zweckm\u00e4\u00dfig, mit einem\u00a0Gesamtw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten zu … Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[9],"tags":[],"yoast_head":"\nWas ist der W\u00e4rmedurchgangskoeffizient - U-Faktor - Definition?<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"In Verbundsystemen ist es h\u00e4ufig zweckm\u00e4\u00dfig, mit einem W\u00e4rmedurchgangskoeffizient zu arbeiten, der als U-Faktor bezeichnet wird. 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