Thermofluiddynamik

Dieses Lehrbuch erklärt die Prinzipien der mathematischen Modellierung und experimentellen Untersuchung strömungsphysikalischer Phänomene und thermofluiddynamischer Transportvorgänge bei wärmetechnischen Fragestellungen. Es führt thermofluiddynamische Grundbegriffe und Grundgleichungen ein und diskutiert Kennzahlen für erzwungene und freie Konvektion sowie deren Einfluss auf thermische Strömungsvorgänge. Neben analytischen Konzepten und Transportgleichungen für laminare und turbulente thermische Strömungen werden statistische Methoden zur Analyse turbulenter Strömungen dargestellt. Ein Schwerpunkt liegt auf thermischen turbulenten Strömungen in Wandnähe und den Geschwindigkeits- und Temperaturwandgesetzen. Besonderheiten beim Einsatz unterschiedlicher Wärmeträgermedien werden aufgezeigt und bestehende Modelle im Kontext aktueller Forschungsergebnisse diskutiert. Näherungsverfahren entwickeln Analogien und Gebrauchsformeln für den konvektiven Wärmeübergang bei Umströmungen von Körpern und Durchströmungen in Rohren und Kanälen. Ziel des Lehrbuchs ist die Vermittlung der Zusammenhänge des Impuls- und Energietransports in energie- und wärmetechnischen Komponenten, mit Fokus auf konvektive Wärmeübertragung. Der Transfer von Modellen und Erkenntnissen in die Praxis wird durch Übungsaufgaben und Beispiele unterstützt.