Wärmeübergang Beim Kondensieren Und Beim Sieden

ISBN-13: 9783540180753 / Niemiecki / Miękka / 1987 / 305 str.

Karl Stephan

Opis

Sieden und Kondensieren werden als physikalische Vorgange und in ihren technischen Anwendungsmoglichkeiten fur die Warmeubertragung dargestellt. Modellvorstellungen und Theorien zur Beschreibung der Phanomene werden vorangestellt, die Probleme bei speziellen Randbedingungen erlautert. Der Stoff wird in dem Umfang behandelt, wie er in entsprechenden Vorlesungen benotigt wird, bietet aber auch einen Uberblick uber den Stand der Technik und weist auch auf Verbesserungsmoglichkeiten und ungeloste Probleme hin. Das Buch ist daher nicht nur zum Gebrauch neben Vorlesungen und zum Selbststudium, sondern auch als Nachschlagewerk fur den Praktiker geeignet."

Spis treści

A Wärmeübergang beim Kondensieren.- 1 Grundlagen.- 1.1 Der Vorgang der Kondensation.- 1.2 Die verschiedenen Arten der Kondensation.- 2 Filmkondensation ruhender Dämpfe.- 2.1 Die Nußeltsche Wasserhauttheorie.- 2.2 Abweichungen von der Nußeltschen Wasserhauttheorie.- 2.2.1 Berücksichtigung des Widerstands durch den Kondensatfilm.- 2.2.2 Berücksichtigung des Widerstands an der Phasengrenze zwischen Flüssigkeit und Dampf.- 2.2.3 Einfluß nicht kondensierbarer Gase.- 2.2.4 Wellenbildung auf der Filmoberfläche.- 2.2.5 Temperaturabhängige Stoffwerte.- 2.3 Filmkondensation mit turbulenter Wasserhaut.- 2.4 Gebrauchsformeln.- 2.4.1 Einzelrohre.- 2.4.2 Rohrbündel.- 3 Tropfenkondensation ruhender Dämpfe.- 4 Kondensation strömender Dämpfe.- 4.1 Die laminare Filmkondensation.- 4.2 Die turbulente Filmkondensation in senkrechten Rohren.- 4.2.1 Allgemeine Gleichungen.- 4.2.1.1 Die Mengen- und Impulsbilanz.- 4.2.1.2 Die Energiebilanz.- 4.2.2 Modelle zur Lösung der Gleichungen.- 4.2.3 Gebrauchsformeln.- 4.3 Filmkondensation in waagerechten Rohren.- 4.3.1 Wärmeübergang bei Schichtenströmung.- 4.3.1.1 Zusammenhang zwischen volumetrischem und Strömungsdampfgehalt bei Schichtenströmung.- 4.3.2 Wärmeübergang bei Film- oder Ringströmung.- 4.3.2.1 Die Mengen- und Impulsbilanz.- 4.3.2.2 Die Energiebilanz.- 4.3.3 Die praktische Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten.- 5 Kondensation von Metalldämpfen.- 6 Kondensation von Dämpfen mischbarer Flüssigkeiten.- 6.1 Grundlagen. Einfluß des Stoffaustauschs.- 6.2 Die verschiedenen Arten der Kondensation von Dampfgemischen.- 6.3 Die Temperatur an der Phasengrenze.- 6.4 Die praktische Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten.- 6.4.1 Das Näherungsverfahren von Silver.- 6.4.2 Zweistoffgemische. Allgemeines Verfahren.- 6.4.3 Zweistoffgemische. Näherung nach Colburn und Hougen.- 6.4.4 Vielstoffgemische.- 7 Kondensation von Dämpfen unmischbarer Flüssigkeiten.- 8 Verbesserung des Wärmeübergangs bei Kondensation.- 8.1 Grundlagen.- 8.2 Erhöhung der Dampfgeschwindigkeit.- 8.3 Aufgerauhte Rohre, Rippenrohre.- 8.4 Gregorig-Rohre.- 8.5 Kondensation in Rohren.- B Wärmeübergang beim Sieden.- 9 Die verschiedenen Arten des Wärmeübergangs beim Sieden.- 9.1 Stilles Sieden.- 9.2 Blasensieden.- 9.3 Strömungssieden.- 10 Physikalische Grundlagen der Dampfblasenbildung.- 10.1 Blasenbildung und Flüssigkeitsüberhitzung.- 10.2 Blasenkontur und Grenzvolumen.- 10.3 Gebrauchsformeln für Abreißdurchmesser und -frequenz.- 11 Wärmeübergang beim Sieden reiner Stoffe in freier Strömung.- 11.1 Grundlagen.- 11.2 Stabilität beim Sieden in freier Strömung.- 11.3 Modellvorstellungen zum Wärmeübergang.- 11.3.1 Beurteilung der Modellvorstellungen.- 11.4 Empirische Korrelationen und Gebrauchsformeln.- 11.4.1 Wärmeübergang in der Nähe des Umgebungsdrucks.- 11.4.2 Einfluß von Siededruck und Wärmestromdichte.- 11.4.3 Einfluß der Heizfläche.- 11.5 Wärmeübergang an Rippenrohren.- 11.6 Wärmeübergang an waagerechten Glatt- oder Rippenrohrbündeln.- 11.7 Maximale Wärmestromdichte.- 11.8 Übergangssieden und Filmverdampfung.- 12 Wärmeübergang in Fallfilmverdampfern.- 13 Wärmeübergang beim Sieden reiner Stoffe in erzwungener Strömung.- 13.1 Die verschiedenen Strömungsformen.- 13.1.1 Aufwärts gerichtete Zweiphasenströmung im senkrechten Rohr.- 13.1.2 Zweiphasenströmung im waagerechten Rohr.- 13.2 Strömungskarten.- 13.3 Einige Grundbegriffe und Definitionen.- 13.4 Die verschiedenen Bereiche des Wärmeübergangs.- 13.5 Unterkühltes Sieden.- 13.5.1 Beginn des unterkühlten Siedens.- 13.5.2 Partielles unterkühltes Sieden.- 13.5.3 Voll ausgebildetes unterkühltes Sieden.- 13.6 Blasensieden in gesättigter Flüssigkeit.- 13.7 Strömungssieden.- 13.7.1 Senkrechte Rohre.- 13.7.2 Waagerechte Rohre.- 13.8 Kritische Siedezustände.- 13.8.1 Grenzwerte für die kritische Wärmestromdichte.- 13.8.2 Versuchsergebnisse zur kritischen Wärmestromdichte.- 13.8.2.1 Die Abhängigkeit der kritischen Wärmestromdichte vom Massenstrom und von der Unterkühlung.- 13.8.2.2 Die Abhängigkeit der kritischen Wärmestromdichte von der Unterkühlung und von der Ortskoordinate.- 13.8.2.3 Die Abhängigkeit der kritischen Wärmestromdichte von der Unterkühlung und vom Rohrdurchmesser.- 13.8.2.4 Die Abhängigkeit der kritischen Wärmestromdichte vom Druck und vom Strömungsdampfgehalt.- 13.8.3 Gebrauchsformeln für die kritische Wärmestromdichte.- 13.8.3.1 Senkrechte Rohre.- 13.8.3.2 Waagerechte und geneigte Rohre.- 13.8.3.3 Ungleichförmige Beheizung über den Rohrumfang.- 13.9 Sprühkühlung.- 13.9.1 Sprühkühlung in Kanälen.- 13.9.1.1 Ein Rechenmodell.- 13.9.1.2 Gebrauchsformeln.- 13.9.2 Sprühkühlung heißer Oberflächen.- 13.9.2.1 Ein Rechenmodell.- 13.9.2.2 Gebrauchsformeln.- 14 Wärmeübergang beim Sieden von Gemischen in freier Strömung.- 14.1 Zweistoffgemische. Physikalische Grundlagen.- 14.1.1 Blasenbildung und Wandüberhitzung.- 14.2 Der Wärmeübergang in Zweistoffgemischen.- 14.3 Der Wärmeübergang in Gemischen mit mehr als zwei Komponenten.- 14.4 Empirische Korrelationen und Gebrauchsformeln.- 14.4.1 Zweistoffgemische von Flüssigkeiten.- 14.4.2 Flüssigkeitsgemische mit mehr als zwei Komponenten.- 14.4.3 Lösung von Feststoffen in Flüssigkeiten.- 14.5 Maximale Wärmestromdichte, Übergangs- und Filmsieden.- 14.6 Das Sieden von unmischbaren Flüssigkeiten.- 15 Wärmeübergang beim Sieden von Gemischen in erzwungener Strömung.- 15.1 Sättigungssieden.- 15.2 Strömungssieden.- 15.3 Die praktische Berechnung des Wärmeübergangskoeffizienten beim Strömungssieden.- 16 Verbesserung des Wärmeübergangs beim Sieden.- 16.1 Allgemeines.- 16.2 Aufrauhen von Heizflächen.- 16.3 Strukturieren oder Beschichten von Oberflächen.- 16.4 Erzeugung künstlicher Keimzellen durch Sintern.- 16.5 Rohre mit gekerbter Oberfläche, Rohre mit T-förmigen Rippen.- 16.6 Zusatz von Gasen oder Flüssigkeiten.- 16.7 Zusatz von Feststoffen.- Namenverzeichnis.

O autorze

Karl Stephan ist emeritierter Professor für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik an der Universität Stuttgart. In zahlreichen Publikationen behandelte er grundlegende Vorgänge der Wärme- und Stoffübertragung sowie die für die Thermische Verfahrenstechnik wichtigen Prozesse der Wärme- und Stoffübertragung von Mehrstoffgemischen bei Phasenumwandlungen. Er wirkte in nationalen und internationalen Fachausschüssen mit und ist Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften sowie der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften acatech. Er erhielt zahlreiche wissenschaftliche Auszeichnungen, darunter Ehrendoktorwürden der Technischen Universität Berlin und der Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg.