Wärmeleitung

Elementare, gleichzeitig exakte Einführung in das Thema. Gezeigt werden für technisch wichtige Fragestellungen sowohl strenge als auch Näherungslösungen, insbesondere erste Abschätzungen auch komplizierter Vorgänge. Exemplarisch wird an Beispielen aus verschiedenen Bereichen das breite Anwendungsgebiet verdeutlicht und die Übertragbarkeit des Vorgehens demonstriert. Tabellen der benötigten Stoffgrößen erleichtern die direkte Anwendung. Damit wendet sich das Buch gleichzeitig an den Ingenieur in der Praxis.

1. Einführende Bemerkungen.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.2 Fourier-Gleichung.- 1.3 Anfangs- und Randbedingungen.- 2. Transportkoeffizienten.- 2.1 Wärmeleitfähigkeit von Metallen und Metallegierungen.- 2.2 Transportphänomene in verdünnten Gasen.- 2.3 Wärmeleitung in geschichteten Körpern.- 2.4 Größenordnung von Wärmestromdichten und Koeffizienten.- 3. Stationäre eindimensionale Wärmeleitung.- 3.1 Einführende Bemerkungen.- 3.2 Péclet-Gleichungen.- 3.3 Quasistationäre Wärmeleitung.- 3.4 Vergrößerte Oberflächen.- 4. Stationäre Wärmeleitung mit Wärmequellen.- 4.1 Konstante Wärmequellen.- 4.2 Stark temperaturabhängige Wärmequellen (Chemische Reaktionen).- 5. Stationäre mehrdimensionale Wärmeleitung.- 5.1 Formkoeffizient und Formwiderstand.- 5.2 Transformation nach Kirchhoff.- 5.3 Konforme Abbildung.- 5.4 Fiktive Wärmequellen und -senken.- 5.5 Zeichnerische Verfahren.- 5.6 Relaxationsmethode.- 5.7 Experimentelle Analogieverfahren.- 5.8 Zusammenstellung von Formkoeffizienten.- 6. Nichtstationäre eindimensionale Wärmeleitung.- 6.1 Grundlösungen der Fourier-Gleichung.- 6.2 Dimensionsanalyse.- 6.3 Halbunendlicher Körper.- 6.4 Zwei halbunendliche Körper in thermischem Kontakt.- 6.5 Theorem von Duhamel.- 6.6 Temperaturausgleich in einfachen Körpern.- 6.7 Näherungslösungen.- 6.8 Differenzenverfahren.- 6.9 Experimentelle Analogieverfahren.- 6.10 Laplace-Transformation.- 6.11 Temperatur periodisch veränderlich.- 7. Wärmeexplosionen.- 8. Kontinuierliche Wärmequellen.- 9. Wandernde Wärmequellen.- 10. Nichtstationäre mehrdimensionale Wärmeleitung.- 11. Nichtstationäre Wärmeleitung mit Phasenänderung.- 11.1 Die exakte Lösung nach Neumann.- 11.2 Die quasistationären Näherungslösungen.- Literatur.- A Internationales Einheitensystem.- B Umrechnungvon Einheiten.- C Fundamentalkonstanten der Physik.- D Kenngrößen der Wärme- und Stoffübertragung.- E Thermophysikalische Stoffgrößen von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen.- F Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten bei mäßigen Drücken.- G Zahlentafeln mathematischer Funktionen.