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Tutorial MenueStoff- und WärmetransportLerneinheit 4 von 11

Wärmeübergang (Wärmetransport durch Konvektion)

Prandtl-Zahl

Die Prandtl-Zahl Pr vereinigt die reinen Stoffwerte des Fluids und gibt das Verhältnis zwischen innerer Reibung und Wärmeleitstrom an. Sie wird in der Regel als Quotient aus kinematischer Zähigkeit (Viskosität) υ = η ρ - 1 und Temperaturleitzahl a = λ ρ -1 c p -1 berechnet:

Pr = υ a
Tab.1
Legende
SymbolBeschreibungEinheit
Pr Prandtl-Zahl
υ kinematische Zähigkeit [η · ρ-1 ] m2 ·s-1
η dynamische ZähigkeitN · s m-2
ρ Fluiddichtekg · m-3
a Temperaturleitzahl m2 ·s-1
λ WärmeleitfähigkeitskoeffizientW · K-1 · m-1
c p spezifische Wärmekapazität Fluid bei konstantem DruckJ · kg-1 · K-1

Die kinematische Zähigkeit υ repräsentiert den Impulstransport infolge Reibung, während die Temperaturleitzahl a für den Wärmetransport durch Leitung steht. Da der Impulstransport durch das Strömungsfeld und der Wärmetransport durch das Temperaturfeld (Prandtl-Grenzschicht) bestimmt ist, verbindet die Prandtl-Zahl die beiden für den Wärmeübergang maßgebenden Felder.

Tab.2
FlüssigkeitPr
Quecksilber0,026
Benzen7,79
Ethanol19,1
Ethylenglykol188
Ricinusöl10500
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