{"id":42682,"date":"2019-10-05T21:00:30","date_gmt":"2019-10-05T20:00:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-konvektion-vs-leitung-definition\/"},"modified":"2020-03-05T09:47:22","modified_gmt":"2020-03-05T08:47:22","slug":"was-ist-konvektion-vs-leitung-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-konvektion-vs-leitung-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Konvektion vs Leitung – Definition"},"content":{"rendered":"
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Leitung und Konvektion sind insofern \u00e4hnlich, als beide Mechanismen die Anwesenheit eines materiellen Mediums erfordern (im Vergleich zur W\u00e4rmestrahlung). Konvektion gegen Leitung<\/div>\n<\/div>\n
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Konvektion gegen Leitung<\/span><\/h2>\n

\"W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/a><\/p>\n

Konvektion gegen Leitung<\/span><\/strong><\/p>\n

Bei der\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitung<\/span><\/strong><\/a>\u00a0wird\u00a0<\/span>Energie<\/span><\/a>\u00a0entweder durch\u00a0die Migration freier Elektronen<\/strong>\u00a0oder durch\u00a0Gitterschwingungswellen (\u00a0<\/strong>Phononen<\/a><\/strong>\u00a0)<\/strong>\u00a0als\u00a0<\/span>W\u00e4rme<\/span><\/a>\u00a0\u00fcbertragen\u00a0.\u00a0<\/strong>Es gibt keine Massenbewegung in Richtung des Energieflusses.\u00a0Die W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/a>\u00a0durch\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/strong>\u00a0h\u00e4ngt von der treibenden \u201eKraft\u201c der\u00a0Temperaturdifferenz ab.<\/strong><\/span><\/p>\n

Im Allgemeinen ist\u00a0\u00a0<\/span>Konvektion<\/span><\/strong><\/a>\u00a0\u00a0entweder der\u00a0\u00a0<\/span>Stoff\u00fcbergang<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0oder der\u00a0\u00a0<\/span>W\u00e4rme\u00fcbergang<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0aufgrund der\u00a0\u00a0<\/span>Massenbewegung<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0von Molek\u00fclen in Fl\u00fcssigkeiten wie Gasen und Fl\u00fcssigkeiten.<\/span><\/p>\n

Leitung<\/span><\/strong>\u00a0und\u00a0<\/span>Konvektion<\/span><\/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.<\/span><\/p>\n

Es muss betont werden\u00a0<\/span>, dass der<\/span><\/strong>\u00a0Energiefluss\u00a0\u00a0an der Oberfl\u00e4che\u00a0<\/strong><\/span>nur durch Leitung erfolgt,<\/span><\/strong>\u00a0selbst bei Leitung.\u00a0Dies liegt daran, dass sich\u00a0auf der W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4che<\/strong>\u00a0immer eine\u00a0<\/span>d\u00fcnne, stehende Fl\u00fcssigkeitsfilmschicht befindet<\/span>\u00a0.\u00a0<\/span><\/strong>\u00a0In 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.\u00a0Je h\u00f6her die Geschwindigkeit der Massenbewegung ist, desto d\u00fcnner ist die stagnierende Fl\u00fcssigkeitsfilmschicht und desto h\u00f6her ist die W\u00e4rmestromrate.<\/span><\/p>\n

Es muss angemerkt werden, dass das\u00a0<\/span>sieden von Keimen<\/span><\/strong>\u00a0an der Oberfl\u00e4che diese stagnierende Schicht effektiv st\u00f6rt und daher das sieden von Keimen die F\u00e4higkeit einer Oberfl\u00e4che, W\u00e4rmeenergie auf Massenfl\u00fcssigkeit zu \u00fcbertragen, signifikant erh\u00f6ht.<\/span><\/p>\n

Wie geschrieben wurde, erfolgt die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch ein Fluid durch Konvektion in Gegenwart einer Massenbewegung und durch W\u00e4rmeleitung in Abwesenheit davon.\u00a0Daher kann die W\u00e4rmeleitung in einem Fluid als der Grenzfall der Konvektion angesehen werden, der dem Fall eines ruhenden Fluids entspricht.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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

Einige Experten betrachten die Konvektion nicht als einen grundlegenden Mechanismus der W\u00e4rme\u00fcbertragung, da es sich im Wesentlichen um eine W\u00e4rmeleitung bei Vorhandensein einer Fl\u00fcssigkeitsbewegung handelt.\u00a0Sie betrachten es als einen\u00a0<\/span>Sonderfall der W\u00e4rmeleitung<\/span><\/strong>\u00a0, der als \u201e\u00a0<\/span>Leitung mit Fl\u00fcssigkeitsbewegung<\/span><\/strong>\u00a0\u201c bekannt ist.\u00a0Andererseits ist es\u00a0<\/span>praktisch<\/span><\/strong>\u00a0, die Konvektion trotz der g\u00fcltigen gegenteiligen Argumente als separaten W\u00e4rme\u00fcbertragungsmechanismus zu erkennen.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Was ist Leitung?<\/span><\/h2>\n

Die W\u00e4rmeleitung<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, auch\u00a0<\/span>\u00a0W\u00e4rmeleitung genannt<\/span><\/strong>\u00a0, erfolgt innerhalb eines K\u00f6rpers oder zwischen zwei miteinander\u00a0<\/span>\u00a0in Kontakt stehenden K\u00f6rpern<\/span><\/strong>\u00a0ohne Beteiligung von Massenstrom und Vermischung.\u00a0Es ist der direkte mikroskopische Austausch der\u00a0<\/span>\u00a0kinetischen Energie<\/span><\/a>\u00a0\u00a0von Partikeln durch die Grenze zwischen zwei Systemen.\u00a0<\/span>Die W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/span><\/a>\u00a0\u00a0durch\u00a0<\/span>\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/span><\/strong>\u00a0h\u00e4ngt von der treibenden \u201eKraft\u201c der<\/span>\u00a0\u00a0Temperaturdifferenz<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0und der\u00a0<\/span>\u00a0W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0(oder dem Widerstand gegen W\u00e4rme\u00fcbertragung) ab.\u00a0Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit h\u00e4ngt von der Art und den Abmessungen des W\u00e4rme\u00fcbertragungsmediums ab.\u00a0Alle W\u00e4rme\u00fcbertragungsprobleme betreffen die\u00a0<\/span>\u00a0Temperaturdifferenz<\/span><\/strong>\u00a0, die\u00a0<\/span>\u00a0Geometrie<\/span><\/strong>und die\u00a0\u00a0<\/span>physikalischen Eigenschaften<\/span><\/strong>\u00a0des untersuchten Objekts.\u00a0Bei Leitungsw\u00e4rme\u00fcbertragungsproblemen ist das untersuchte Objekt normalerweise ein Feststoff.<\/span><\/p>\n

Mikroskopisch wird diese Art der Energie\u00fcbertragung auf den\u00a0\u00a0<\/span>freien Elektronenfluss<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0von h\u00f6heren zu niedrigeren Energieniveaus,\u00a0<\/span>\u00a0Gittervibrationen<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0und\u00a0\u00a0<\/span>molekulare Kollisionen zur\u00fcckgef\u00fchrt<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0\u00a0Stellen\u00a0Sie sich einen\u00a0\u00a0<\/span>Steinblock<\/span><\/strong>\u00a0mit hoher Temperatur vor, der aus Atomen besteht, die stark um ihre Durchschnittspositionen schwingen.\u00a0<\/span>Bei niedrigen Temperaturen<\/span><\/strong>\u00a0schwingen die Atome weiter, jedoch mit\u00a0\u00a0<\/span>geringerer Intensit\u00e4t<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Wenn ein hei\u00dferer Steinblock mit einem k\u00fchleren Block in Kontakt gebracht wird, geben die stark oszillierenden Atome am Rand des hei\u00dferen Blocks ihre kinetische Energie an die weniger oszillierenden Atome am Rand des k\u00fchlen Blocks ab.\u00a0In diesem Fall findet eine\u00a0\u00a0<\/span>Energie\u00fcbertragung<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0zwischen diesen beiden Bl\u00f6cken und statt\u00a0<\/span>\u00a0Durch diese zuf\u00e4lligen Vibrationen\u00a0\u00a0flie\u00dft\u00a0<\/strong>W\u00e4rme<\/a><\/strong>\u00a0vom hei\u00dferen zum k\u00fchleren Block.\u00a0Die moderne Sichtweise besteht darin, den Energietransfer Gitterwellen zuzuschreiben, die durch atomare Bewegung induziert werden.\u00a0Bei elektrischen Isolatoren erfolgt die Energie\u00fcbertragung ausschlie\u00dflich \u00fcber diese Gitterwellen.\u00a0In einem Leiter liegt es auch an der Translationsbewegung der freien Elektronen.<\/span><\/p>\n

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Fourier’sches Gesetz der W\u00e4rmeleitung<\/span><\/h2>\n

W\u00e4rme\u00fcbertragungsprozesse<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0k\u00f6nnen anhand geeigneter Geschwindigkeitsgleichungen quantifiziert werden.\u00a0Die Geschwindigkeitsgleichung in diesem W\u00e4rme\u00fcbertragungsmodus basiert auf dem\u00a0\u00a0<\/span>Fourier-Gesetz der W\u00e4rmeleitung<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Dieses Gesetz besagt, dass die zeitliche\u00a0\u00a0<\/span>W\u00e4rme\u00fcbertragungsrate<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0durch ein Material\u00a0\u00a0<\/span>proportional zum<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0negativen\u00a0\u00a0<\/span>Temperaturgradienten<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0und zu der Fl\u00e4che im rechten Winkel zu dem Gradienten ist, durch den die W\u00e4rme flie\u00dft.\u00a0Seine unterschiedliche Form ist:<\/span><\/p>\n

\"Fourier'sches<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Was ist Konvektion?<\/span><\/h2>\n

Im Allgemeinen ist\u00a0<\/span>Konvektion<\/span><\/strong>\u00a0entweder der\u00a0<\/span>Stoff\u00fcbergang<\/span><\/strong>\u00a0oder der\u00a0<\/span>W\u00e4rme\u00fcbergang<\/span><\/strong>\u00a0aufgrund der\u00a0<\/span>Massenbewegung<\/span><\/strong>\u00a0von Molek\u00fclen in Fl\u00fcssigkeiten wie Gasen und Fl\u00fcssigkeiten.\u00a0Obwohl Fl\u00fcssigkeiten und Gase im Allgemeinen keine sehr guten W\u00e4rmeleiter sind, k\u00f6nnen sie\u00a0<\/span>durch Konvektion<\/span><\/strong>\u00a0recht schnell W\u00e4rme \u00fcbertragen\u00a0.<\/span><\/p>\n

Die Konvektion<\/span><\/strong>\u00a0erfolgt durch\u00a0<\/span>Advektion<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>Diffusion<\/span><\/strong>\u00a0oder beides.\u00a0In den meisten Festk\u00f6rpern kann keine Konvektion stattfinden, da weder eine signifikante Diffusion von Materie noch ein Massenstromfluss stattfinden kann.\u00a0Die W\u00e4rmediffusion findet in starren Festk\u00f6rpern statt, dies wird jedoch als\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitung bezeichnet<\/span><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Der Prozess der W\u00e4rme\u00fcbertragung zwischen einer Oberfl\u00e4che und einem in Kontakt mit ihr flie\u00dfenden Fluid wird als\u00a0<\/span>konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragung bezeichnet<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0In der Technik ist die konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragung einer der Hauptmechanismen der\u00a0<\/span>W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Wenn W\u00e4rme durch eine Barriere von einer Fl\u00fcssigkeit auf eine andere \u00fcbertragen werden soll, kommt es auf beiden Seiten der Barriere zu Konvektion.\u00a0In den meisten F\u00e4llen ist der Hauptwiderstand\u00a0<\/span>gegen<\/span><\/a>\u00a0den W\u00e4rmefluss die Konvektion.\u00a0<\/span>Die konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/span><\/strong>\u00a0erfolgt sowohl durch W\u00e4rmediffusion (zuf\u00e4llige Bewegung von Fluidmolek\u00fclen) als auch durch Advektion, bei der Materie oder W\u00e4rme durch die Bewegung von Str\u00f6men in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab in der Fl\u00fcssigkeit transportiert wird.<\/span><\/p>\n

Die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch\u00a0\u00a0<\/span>Konvektion<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0ist schwieriger zu analysieren als die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch\u00a0\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitung,<\/span><\/a>\u00a0\u00a0da keine einzige Eigenschaft des W\u00e4rme\u00fcbertragungsmediums wie die\u00a0\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/span><\/a>\u00a0definiert werden kann, um den Mechanismus zu beschreiben.\u00a0<\/span>Die konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0wird durch die Tatsache erschwert, dass sie sowohl eine\u00a0\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\u00a0.\u00a0Bei erzwungener Konvektion ist die W\u00e4rme\u00fcbertragungsrate durch ein Fluid durch Konvektion viel h\u00f6her als durch W\u00e4rmeleitung.<\/span><\/p>\n

<\/div>\n

Newtons Gesetz der K\u00fchlung<\/span><\/h2>\n

Trotz der Komplexit\u00e4t der\u00a0<\/span>Konvektion<\/span><\/strong>\u00a0wird beobachtet, dass die Geschwindigkeit der Konvektionsw\u00e4rme\u00fcbertragung\u00a0<\/span>proportional<\/span><\/strong>\u00a0zur\u00a0<\/span>Temperaturdifferenz ist<\/span><\/strong>\u00a0und bequem durch das\u00a0<\/span>Newtonsche Gesetz der K\u00fchlung<\/span><\/strong>\u00a0ausgedr\u00fcckt wird\u00a0, das besagt, dass:<\/span><\/p>\n

Die W\u00e4rmeverlustrate eines K\u00f6rpers ist direkt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem K\u00f6rper und seiner Umgebung, vorausgesetzt, die Temperaturdifferenz ist gering und die Art der strahlenden Oberfl\u00e4che bleibt gleich.<\/span><\/em><\/p>\n

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

Man beachte ,\u00a0dass\u00a0<\/span>& Delta; T<\/span><\/strong>\u00a0durch die Oberfl\u00e4che gegeben wird oder\u00a0<\/span>Wandtemperatur<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>T\u00a0<\/span>Wand<\/span><\/sub>\u00a0<\/strong>und die\u00a0<\/span>Massetemperatur<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>T\u00a0<\/span>\u221e<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, die die Temperatur des Fluids von der Oberfl\u00e4che ausreichend weit ist.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Beispiel – Konvektion gegen Leitung<\/span><\/h2>\n

\"Konvektion<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

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<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Leitung und Konvektion sind insofern \u00e4hnlich, als beide Mechanismen die Anwesenheit eines materiellen Mediums erfordern (im Vergleich zur W\u00e4rmestrahlung). Konvektion gegen Leitung Konvektion gegen Leitung Konvektion gegen Leitung Bei der\u00a0W\u00e4rmeleitung\u00a0wird\u00a0Energie\u00a0entweder durch\u00a0die Migration freier Elektronen\u00a0oder durch\u00a0Gitterschwingungswellen (\u00a0Phononen\u00a0)\u00a0als\u00a0W\u00e4rme\u00a0\u00fcbertragen\u00a0.\u00a0Es gibt keine Massenbewegung in Richtung des Energieflusses.\u00a0Die W\u00e4rme\u00fcbertragung\u00a0durch\u00a0W\u00e4rmeleitung\u00a0h\u00e4ngt von der treibenden \u201eKraft\u201c der\u00a0Temperaturdifferenz ab. Im Allgemeinen ist\u00a0\u00a0Konvektion\u00a0\u00a0entweder der\u00a0\u00a0Stoff\u00fcbergang\u00a0\u00a0oder der\u00a0\u00a0W\u00e4rme\u00fcbergang\u00a0\u00a0aufgrund … 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 Konvektion vs Leitung - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Leitung und Konvektion sind insofern \u00e4hnlich, als beide Mechanismen die Anwesenheit eines materiellen Mediums erfordern (im Vergleich zur W\u00e4rmestrahlung). 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