Heat and Mass Transfer

Siehe TUMonline

Die Theorie und die Methoden der Analyse der Wärme- und Stoffübertragung werden an Beispiel von ausgewählten Kapiteln vertieft. Die Vorlesung besteht dabei aus 2/3 Wärmeübertragung (Dr. Hirsch) und 1/3 Stoffübertragung (Prof. Klein, Dr. Rehfeldt).

Wärmeübertragung
= Instationäre Wärmeleitung
- Reihenlösungen nach Fourier für den Temperaturausgleich in Platte/Zylinder/Kugel
- Wärmeleitung im halbunendlichen Körper
- Quellenfunktion der Fourierschen Differenzialgleichung
= Rippen & Nadeln
- Energiebilanz bei veränderlicher Querschnittsfläche, Leistungsziffer & Wirkungsgrad einer Rippe
- Optimierung des Rippenprofils
= Warmeübergang mit Phasenumwandlung
- Schmelzen und Erstarren ("Stephan-Problem")
- Einflussgrößen und dimensionslose Kennzahlen
- Kondensation
- Sieden (Siedekurve nach Nukijama; Phänomenologie und Einflussgrößen; Korrelationen)
= Wärmeübergang in durchströmten Rohren und Kanälen
- Kritische Reynoldszahl und Einlauflänge
- Laminare, ausgebildete Rohrströmung
- Thermische Einlaufströmung
- Weitere Kanalgeometrien und empirische Korrelationen
- Korrelationen für turbulente Rohrströmung.
= Strahlungsaustausch
- Richtungsabhangigkeit der Emission
- Sichtfaktoren
- Strahlungsaustausch zwischen diffusen, grauen Strahlern
- Detaillierte Form des Gesetzes von Kirchhoff.

Stoffübertragung:
- Stoffübertragung und Phasengleichgewicht
- Beziehung für das Phasengleichgewicht
- treibendes Gefälle für den Stoffübergang.
= Diffusion und Konvektion
- Diffusions- und Konvektionsstromdichten
- Ficksches Gestz
- Bestimmung von Diffusionskoeffizienten (Gas und Flüssigkeit)
- Basisgleichungen
= Sonderfälle:
- äuquimolare Diffusion
- einseitige Diffusion
- starke Verdünnung
= Stoffübergang zwischen zwei Phasen:
- Beziehung für den Stoffübergang (²-Konzept)
- Filmmodell
- Overall-Konzept und Stoffdurchgangskoeffizienten
- Bestimmung von Stoffübergangskoeffizienten (Filmmodell, Penetrationsmodell (Oberflächenerneuerungsmodell), Analogie zwischen Wärme- und Stoffübetragung).

Bachelorvorlesung Wärmetransportphänomene

,In der Vorlesung werden die Lehrinhalte anhand von Vortrag, Präsentation und Tafelanschrieb vermittelt. Beispielhaft werden Probleme aus der Praxis vorgerechnet. Den Studierenden wird eine Foliensammlung, eine Formelsammlung sowie eine Aufgabensammlung zugänglich gemacht. In der Übung werden Aufgaben aus der Aufgabensammlung vorgerechnet. Außerdem wird eine Zusatzübung angeboten, in der thematisch ähnliche Aufgaben als (freiwillige) Hausaufgabe zur eigenständigen Bearbeitung gestellt werden. Alle Lehrmaterialien sowie weiterführende Informationen werden online zur Verfügung gestellt. Zur selbständigen Bearbeitung können für den Wärmeübertragungsteil alte Prüfungsaufgaben von der Webseite heruntergeladen werden. In den Assistentensprechstunden kann individuelle Hilfe gegeben werden.