Wärme- und Stoffübergang in Strömungen Ein Grundkurs für Studierende und Ingenieure Band 1 Erzwungene und Freie Strömung

In einem ruhenden Fluid kann ein Karper nur durch Leitung oder Strahlung Warme an das Fluid abgeben oder von dem Fluid aufnehmen. Treibende Kraft ist ein Temperaturgefalle. Ebenso kann in einem ruhen- den Fluid eine Stofikomponente von einem Karper an das Fluid oder von dem Fluid an den Karper nur durch Diffusion oder elektrochemischen Transport gelangen. Treibende Kraft ist hier ein Konzentrations- bzw. Ladungsgefalle. Der Warmetransport durch Leitung und der Stofftransport durch Diffusion werden wesentlich erhaht, sobald das Fluid stramt. Durch die Stramung gelangt frisches Fluid an die Korper, die treibenden Ge- falle werden graBer und damit der gesamte Transport. Dieses enge Zusammenspiel zwischen den molekularen Transport- erscheinungen der Warmeleitung und der Diffusion mit der Stramung wird als Konvektion bezeichnet. Beim Wiirmetransport gilt: Konvektion = Warmeleitung + Stramung Beim StofJtransport gilt: Konvektion = Diffusion + Stromung Prinzipiell fUhrt jede Erhahung der Stramungsgeschwindigkeit zu einer Verbesserung des konvektiven Transports. Die Eigenschaften der Stramung wirken unmittelbar auf die Transportprozesse zurlick. Urn die konvektiven Transportprozesse zu verstehen, muB daher zunachst immer die Stramung untersucht werden. Wir unterscheiden zwischen erzwungener und freier Stromung. Flir einen Ubertragungsvorgang ist eine Stromung erzwungen, wenn sie auj3erhalb des V organgs erzeugt wird.