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Wärmeübertragung: Wärmeleitung - Erzwungene Konvektion

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Wärmeübertragung: Wärmeleitung

Erzwungene Konvektion

In diesem Kapitel wird nun die bereits im vorherigen Abschnitt eingeführte Wärmeübergangszahl $\alpha$ bestimmt. Diese Wärmeübergangszahl $\alpha$ wird bei der Berechnung des Wärmestroms zwischen einer Wand (ebene Wand, Zylinderwand etc) und einem bewegten Fluid (bzw. ruhendes Fluid und bewegte Wand) benötigt. Die Wärmeübergangszahl ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, von der Art der Strömung (turbulent oder laminar) sowie von der Geometrie der Wand (z.B. Rohr, ebene Wand, Kugel) und von der Richtung des Wärmestroms (Wärmestrom von der Wand auf das Fluid oder umgekehrt).

Merke

Die Wärmeübertragung zwischen einem bewegten Fluid und einer festen Wand (bzw. zwischen einem ruhenden Fluid und einer sich bewegenden Wand) wird als konvektiver Wärmeübergang bzw. Konvektion bezeichnet.

Von erzwungender Konvektion ist die Rede, wenn das Fließen eines Fluids aufgrund von äußerer mechanische Einwirkung hervorgerufen wird. Diese äußeren Einwirkungen führen dazu, dass Druckdifferenzen entstehen, welche zu einem Fließen des Fluids führen. Die Druckdifferenz kann z. B. durch eine Pumpe oder einen Höhenunterschied erzeugt werden. In diesem Kapitel wird ausschließlich die erzwungene Konvektion behandelt. Die Konvektion ist Bestandteil der Wärmeleitung.