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Tabelle 2.33■
Anhaltswerte für die Wärmeleitfähigkeit von Ablagerungen nach [34]
Stoff
(in W/(m · K))
Asche (Kohle)
0,02 … 1,9
Biofilm
0,5 … 0,7
Calciumcarbonat (porös)
0,35
Calciumcarbonat
1,5 … 2,9
Calciumphosphat
2,6
Calciumsulfat
0,6 … 2,3
Eisensulfid-Ablagerung
1,2
Gasöl-Ablagerungen
0,3 … 1,1
Hämatit (Dampferzeuger)
0,6
Kühlwasser-Ablagerungen
1,4 … 3,2
Magnesiumphosphat
2,3
Milchbestandteile
0,5 … 0,7
Durch hohe Wandtemperaturen können biologische Filme sowie durch hohe Geschwindig-
keiten biologische Filme und Sedimente verhindert oder abgebaut werden. Die Wirkung
dieser Maßnahmen auf andere Ablagerungsarten ist gering, beim Auskristallisieren steigt
die Ablagerung bei einer Temperaturerhöhung exponentiell an.
Die Berechnung des Wärmestroms bei
mehrdimensionaler Wärmeleitung
ist mathema-
tisch wesentlich anspruchsvoller. Näherungsweise lässt er sich jedoch mittels eines einfachen
empirischen Zusammenhangs beschreiben, der einen Formfaktor
S
(Tabelle 2.34) verwendet:
(
)
Q
=
−
(2.107)
1
2
Neben (quasi)stationären Vorgängen kann auch die
instationäre Wärmeleitung
eine große
Rolle spielen. Zur Beschreibung wird das 2. Fouriersche Gesetz benötigt. Für konstante
Stoffwerte lautet dies:
∂
T
2
=∇+
a Tq
(2.108)
∂
t
∂
2
2
2
TTT
x
∂ ∂
++
kartesische Koordinaten
∂
2
2
2
∂
y
∂
z
2
2
1
∂∂
T
1
∂ ∂
T
T
2
∇=
T
r
+
+
Zylinderkoordinaten
rr
∂
∂
t
2
2
2
r
∂
∂
z
2
1
∂
∂
T
1
∂
T
1
∂
∂
T
2
r
+
+
sin
Θ
Kugelkoordinaten
2
2
2
2
2
∂
r
∂
r
∂
Θ
∂
Θ
r
r
sin
Θ
∂
r
sin
Θ
