{"id":42678,"date":"2019-10-05T20:39:28","date_gmt":"2019-10-05T19:39:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-der-konvektionsmechanismus-eigenschaften-definition\/"},"modified":"2020-03-05T09:45:52","modified_gmt":"2020-03-05T08:45:52","slug":"was-ist-der-konvektionsmechanismus-eigenschaften-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-konvektionsmechanismus-eigenschaften-definition\/","title":{"rendered":"Was ist der Konvektionsmechanismus – Eigenschaften – Definition?"},"content":{"rendered":"
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Konvektionsmechanismus.\u00a0Die Konvektion erfolgt durch Advektion, Diffusion oder beides.\u00a0.\u00a0Die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch W\u00e4rmeleitung ist abh\u00e4ngig von der treibenden \u201eKraft\u201c der Temperaturdifferenz.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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Konvektionsmechanismus<\/h2>\n

\"KonvektionKonvektionsmechanismus<\/strong><\/p>\n

Bei der\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/strong><\/a>\u00a0wird\u00a0Energie<\/a>\u00a0entweder durch\u00a0die Wanderung freier Elektronen<\/strong>\u00a0oder durch\u00a0Schwingungswellen (\u00a0<\/strong>Phononen<\/a><\/strong>\u00a0)<\/strong>\u00a0als\u00a0W\u00e4rme<\/a>\u00a0\u00fcbertragen\u00a0.\u00a0<\/strong>Es findet keine Massenbewegung in Richtung des Energieflusses statt.\u00a0Die W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/a>\u00a0durch\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/strong>\u00a0ist abh\u00e4ngig von der treibenden \u201eKraft\u201c der\u00a0Temperaturdifferenz.\u00a0<\/strong>Leitung<\/strong>\u00a0und\u00a0Konvektion<\/strong>\u00a0sind\u00a0insofern<\/strong>\u00a0\u00e4hnlich, als beide Mechanismen die Anwesenheit eines materiellen Mediums erfordern (im Vergleich zur W\u00e4rmestrahlung).\u00a0Andererseits unterscheiden sie sich darin, dass die Konvektion das Vorhandensein einer Fl\u00fcssigkeitsbewegung erfordert.<\/p>\n

Es muss betont werden\u00a0, dass an der Oberfl\u00e4che der<\/strong>\u00a0Energiefluss\u00a0\u00a0rein durch Leitung erfolgt,<\/strong>\u00a0auch in Leitung.\u00a0Es liegt daran, dass sich\u00a0auf der W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4che<\/strong>\u00a0immer eine\u00a0d\u00fcnne, stagnierende Fl\u00fcssigkeitsfilmschicht befindet\u00a0.\u00a0<\/strong>\u00a0In den n\u00e4chsten Schichten treten jedoch sowohl Leitungs- als auch Diffusionsmassenbewegung auf molekularer oder makroskopischer Ebene auf.\u00a0Aufgrund der Massenbewegung ist die Energie\u00fcbertragungsrate h\u00f6her.\u00a0Je h\u00f6her die Geschwindigkeit der Massenbewegung ist, desto d\u00fcnner ist die stagnierende Fl\u00fcssigkeitsfilmschicht und desto h\u00f6her ist die W\u00e4rmeflussrate.<\/p>\n

Es muss beachtet werden, dass das\u00a0Blasensieden<\/strong>\u00a0an der Oberfl\u00e4che diese stagnierende Schicht effektiv zerst\u00f6rt und daher das Blasensieden die F\u00e4higkeit einer Oberfl\u00e4che, W\u00e4rmeenergie auf das Sch\u00fcttgut zu \u00fcbertragen, signifikant erh\u00f6ht.<\/p>\n

Wie geschrieben wurde, erfolgt die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch eine Fl\u00fcssigkeit durch Konvektion in Gegenwart einer Massenbewegung und durch Leitung in Abwesenheit derselben.\u00a0Daher kann die W\u00e4rmeleitung in einem Fluid als der Grenzfall der Konvektion angesehen werden, der dem Fall des Ruhefluids entspricht.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Konvektion als Leitung mit fl\u00fcssiger Bewegung<\/h2>\n

Einige Experten halten\u00a0Konvektion<\/strong><\/a>\u00a0nicht f\u00fcr\u00a0einen grundlegenden Mechanismus der W\u00e4rme\u00fcbertragung, da es sich im Wesentlichen um W\u00e4rmeleitung bei Fl\u00fcssigkeitsbewegung handelt.\u00a0Sie halten es f\u00fcr einen\u00a0Sonderfall der\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/a><\/strong>\u00a0, der als ”\u00a0Leitung mit Fl\u00fcssigkeitsbewegung<\/strong>\u00a0” bezeichnet wird.\u00a0Andererseits ist es\u00a0praktisch<\/strong> , Konvektion trotz der g\u00fcltigen gegenteiligen Argumente als separaten W\u00e4rme\u00fcbertragungsmechanismus zu erkennen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\"laminare<\/a>Die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch\u00a0<\/span>Konvektion<\/span><\/strong>\u00a0ist schwieriger zu analysieren als die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitung,<\/span><\/a>\u00a0da keine einzige Eigenschaft des W\u00e4rme\u00fcbertragungsmediums wie die\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/span><\/a>\u00a0definiert werden kann, um den Mechanismus zu beschreiben.\u00a0<\/span>Die konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/span><\/strong>\u00a0wird durch die Tatsache erschwert, dass sie sowohl eine\u00a0<\/span>Fl\u00fcssigkeitsbewegung als auch eine W\u00e4rmeleitung beinhaltet<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch Konvektion variiert von Situation zu Situation (abh\u00e4ngig von den Fluidstr\u00f6mungsbedingungen) und ist h\u00e4ufig mit der\u00a0<\/span>Art des Fluidstroms<\/span><\/a>\u00a0gekoppelt\u00a0.\u00a0Bei erzwungener Konvektion ist die W\u00e4rme\u00fcbertragungsrate durch ein Fluid durch Konvektion viel h\u00f6her als durch W\u00e4rmeleitung.<\/span>In der Praxis wird die Analyse der W\u00e4rme\u00fcbertragung durch Konvektion\u00a0<\/span>empirisch<\/span><\/strong>\u00a0behandelt\u00a0(durch direkte experimentelle Beobachtung).\u00a0Die meisten Probleme k\u00f6nnen mit sogenannten\u00a0<\/span>Kennzahlen<\/span><\/a>\u00a0(zB\u00a0<\/span>Nusselt-Zahl<\/span><\/strong>\u00a0)\u00a0gel\u00f6st werden\u00a0.\u00a0<\/span>Kennzahlen<\/span><\/strong>\u00a0sind dimensionslose Zahlen verwendet , um\u00a0ein Zeichen der W\u00e4rme\u00fcbertragung zu beschreiben ,\u00a0und k\u00f6nnen verwendet werden zum Vergleich eine\u00a0<\/span>reale Situation<\/span><\/strong>\u00a0( zum\u00a0Beispiel W\u00e4rme\u00fcbertragung in einem Rohr) mit einem\u00a0<\/span>kleinen Modell<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Die Erfahrung zeigt, dass die Konvektionsw\u00e4rme\u00fcbertragung stark von den Fluideigenschaften, der\u00a0<\/span>dynamischen Viskosit\u00e4t<\/span><\/strong>\u00a0, der\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, der\u00a0<\/span>Dichte<\/span><\/strong><\/a>\u00a0und der\u00a0<\/span>spezifischen W\u00e4rme<\/span><\/a><\/strong>\u00a0sowie der<\/span>Fl\u00fcssigkeitsgeschwindigkeit<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Dies h\u00e4ngt\u00a0neben der Art des Fl\u00fcssigkeitsflusses\u00a0auch von der Geometrie und der\u00a0<\/span>Rauheit<\/span><\/a>\u00a0der festen Oberfl\u00e4che ab.\u00a0Alle diese Bedingungen wirken sich insbesondere auf die\u00a0<\/span>Dicke<\/span><\/strong>\u00a0des stehenden\u00a0Films aus<\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Bei der Konvektion wird W\u00e4rme zwischen einer Oberfl\u00e4che bei einer bestimmten Temperatur (T-\u00a0<\/span>Wand<\/span><\/sub>\u00a0) und Fl\u00fcssigkeit bei einer Massentemperatur (T\u00a0<\/span>b<\/span><\/sub>\u00a0) \u00fcbertragen.\u00a0Die genaue Definition der Massentemperatur (T\u00a0<\/span>b<\/span><\/sub>\u00a0) variiert in Abh\u00e4ngigkeit von den Einzelheiten der Situation.<\/span><\/p>\n