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Wärmeübergang (Wärmetransport durch Konvektion)

Dimensionslose Kennzahlen

Der Wärmeübergang wird durch Strömungs- und Wärmeleitungsvorgänge bestimmt. Diese Vorgänge können durch Differentialgleichungen mathematisch beschrieben werden. Bisher sind jedoch nur einfache Fälle rechnerisch lösbar.

Infolgedessen ist eine experimentelle Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizient α erforderlich. Dabei überträgt man an bestimmten Modellen gewonnene Ergebnisse auf physikalisch ähnliche Objekte und bestimmt daraus den Wärmeübergangskoeffizienten.

In der Technik ist es üblich, α bzw. die daraus abgeleitete dimensionslose Kennzahl Nu (Nusselt-Kennzahl) als Funktion der Reynolds- und Prandtl-Zahlen durch so genannte Kriteriengleichungen darzustellen. Auch diese Kriteriengleichungen können sehr komplex sein. Sie sind für unterschiedliche hydrodynamische Bedingungen und konstruktive Merkmale der Reaktoren, Kühler und Verdampfer der Fachliteratur (z.B. dem VDI-Wärmeatlas) zu entnehmen.

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