{"id":53419,"date":"2020-03-05T09:49:18","date_gmt":"2020-03-05T08:49:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-der-konvektive-warmeubergangskoeffizient-definition\/"},"modified":"2020-03-05T09:49:57","modified_gmt":"2020-03-05T08:49:57","slug":"was-ist-der-konvektive-warmeubergangskoeffizient-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-konvektive-warmeubergangskoeffizient-definition\/","title":{"rendered":"Was ist der konvektive W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient – Definition"},"content":{"rendered":"
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Der konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizient h kann definiert werden als: Die W\u00e4rme\u00fcbertragungsrate zwischen einer festen Oberfl\u00e4che und einem Fluid pro Oberfl\u00e4cheneinheit pro Einheitstemperaturdifferenz.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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Newtons Gesetz der K\u00fchlung<\/h2>\n

Trotz der Komplexit\u00e4t der\u00a0Konvektion<\/strong>\u00a0wird beobachtet, dass die Geschwindigkeit der Konvektionsw\u00e4rme\u00fcbertragung\u00a0proportional<\/strong>\u00a0zur\u00a0Temperaturdifferenz ist,<\/strong>\u00a0und wird zweckm\u00e4\u00dfigerweise durch das\u00a0Newtonsche Gesetz der K\u00fchlung<\/strong>\u00a0ausgedr\u00fcckt\u00a0, das besagt, dass:<\/p>\n

Die Rate des W\u00e4rmeverlusts eines K\u00f6rpers ist direkt proportional zum Temperaturunterschied zwischen dem K\u00f6rper und seiner Umgebung, vorausgesetzt, der Temperaturunterschied ist gering und die Art der strahlenden Oberfl\u00e4che bleibt gleich.<\/em><\/p>\n

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

Man beachte ,\u00a0dass\u00a0& Delta; T<\/strong>\u00a0wird von der Oberfl\u00e4che oder die\u00a0gegebene\u00a0Wandtemperatur<\/strong>\u00a0,\u00a0T\u00a0Wand<\/sub>\u00a0<\/strong>und die\u00a0Massetemperatur<\/strong>\u00a0,\u00a0T\u00a0\u221e<\/sub><\/strong>\u00a0, die die Temperatur des Fluids ist ausreichend weit von der Oberfl\u00e4che.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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

Wie zu sehen ist, die\u00a0Konstante der Proportionalit\u00e4t<\/strong>\u00a0wird in Berechnungen von\u00a0entscheidender Bedeutung sein ,\u00a0und es ist bekannt als die\u00a0Konvektionsw\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten<\/strong>\u00a0,\u00a0h<\/strong>\u00a0.\u00a0Der\u00a0konvektive W\u00e4rmedurchgangskoeffizient<\/strong>\u00a0h kann wie folgt definiert werden:<\/p>\n

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

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

\"konvektiver<\/a>Der\u00a0konvektive W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient<\/strong>\u00a0ist abh\u00e4ngig von den physikalischen Eigenschaften des Fluids und der physikalischen Situation.\u00a0Der konvektive W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient ist keine Eigenschaft der Fl\u00fcssigkeit.\u00a0Es ist ein experimentell ermittelter Parameter, dessen Wert von allen die Konvektion beeinflussenden Variablen abh\u00e4ngt, wie der\u00a0Oberfl\u00e4chengeometrie<\/strong>\u00a0, der\u00a0Art der Fluidbewegung<\/strong>\u00a0, den\u00a0Eigenschaften des Fluids<\/strong>\u00a0und der\u00a0Volumenfluidgeschwindigkeit<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Typischerweise ist der\u00a0konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizient<\/strong>\u00a0f\u00fcr\u00a0laminare Str\u00f6mung<\/strong><\/a>\u00a0im Vergleich zum\u00a0konvektiven W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten<\/strong>\u00a0f\u00fcr\u00a0turbulente Str\u00f6mung<\/strong><\/a>\u00a0relativ niedrig\u00a0.\u00a0Dies ist auf eine turbulente Str\u00f6mung mit einer\u00a0d\u00fcnneren Schicht aus stagnierendem Fl\u00fcssigkeitsfilm<\/strong>\u00a0auf der W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4che zur\u00fcckzuf\u00fchren.<\/p>\n

Es ist zu beachten, dass diese\u00a0stagnierende Fl\u00fcssigkeitsfilmschicht<\/strong>\u00a0eine entscheidende Rolle f\u00fcr den konvektiven W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten spielt.\u00a0Es wird beobachtet, dass die Fl\u00fcssigkeit\u00a0an der Oberfl\u00e4che zum Stillstand kommt<\/strong>\u00a0und eine Geschwindigkeit von Null in Bezug auf die Oberfl\u00e4che annimmt.\u00a0Dieses Ph\u00e4nomen ist als rutschfester Zustand bekannt, weshalb\u00a0der<\/strong>\u00a0Energiefluss\u00a0an der Oberfl\u00e4che\u00a0<\/strong>ausschlie\u00dflich durch Leitung erfolgt.\u00a0<\/strong>In 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.\u00a0Wie geschrieben wurde,\u00a0kocht der Kern<\/strong>An der Oberfl\u00e4che wird diese stagnierende Schicht effektiv gest\u00f6rt, und daher erh\u00f6ht das Sieden der Keime die F\u00e4higkeit einer Oberfl\u00e4che,\u00a0W\u00e4rmeenergie<\/a>\u00a0auf das Sch\u00fcttgut\u00a0zu \u00fcbertragen\u00a0.<\/p>\n

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Ein \u00e4hnliches Ph\u00e4nomen tritt bei der Temperatur auf.\u00a0Es wird beobachtet, dass die Temperatur des Fluids an der Oberfl\u00e4che und die Oberfl\u00e4che\u00a0am Kontaktpunkt\u00a0die gleiche\u00a0<\/span>Temperatur<\/span><\/a>\u00a0haben\u00a0.\u00a0Dieses Ph\u00e4nomen ist als Zustand ohne Temperatursprung bekannt und f\u00fcr die Theorie des Siedens von Keimen sehr wichtig\u00a0<\/span>.<\/span><\/strong><\/p>\n

Die Werte des\u00a0<\/span>W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten<\/span><\/strong>\u00a0h wurden gemessen und f\u00fcr die h\u00e4ufig auftretenden Fl\u00fcssigkeiten und Str\u00f6mungssituationen, die w\u00e4hrend der W\u00e4rme\u00fcbertragung durch Konvektion auftreten, tabellarisch aufgef\u00fchrt.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Beispiel: Konvektiver W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient<\/span><\/h2>\n

\"Konvektion<\/a>Aus:\u00a0<\/span>Beispiel – Konvektive W\u00e4rme\u00fcbertragung<\/span><\/a><\/p>\n

Detaillierte Kenntnisse der Geometrie, der Fluidparameter, des Au\u00dfenmantelradius, der linearen Heizrate und des konvektiven W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten erm\u00f6glichen die Berechnung der Temperaturdifferenz\u00a0\u00a0<\/span>\u2206T\u00a0<\/span><\/strong>\u00a0zwischen dem K\u00fchlmittel (T-\u00a0<\/span>Volumen<\/span><\/sub>\u00a0) und der Manteloberfl\u00e4che (T\u00a0<\/span>Zr, 1<\/span><\/sub>\u00a0).<\/span><\/p>\n

Um die Plattentemperatur zu berechnen, m\u00fcssen wir wissen:<\/span><\/p>\n