Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Von der Anlage abgegebener Wärmestrom.
Der Abtransport der vor allem im
Öl anfallenden Wärme kann auf vier Arten erfolgen,
durch:
-
Strahlung
(an allen Außenflächen heißer Bauteile)
-
Konvektion
und
Wärmeübergang
(z. B. Öl-Rohr und/oder Rohr-Luft)
-
Wärmeleitung
(z. B. in der Rohrwand oder im Pumpengehäuse)
Strahlung
ist der nicht stoffgebundene Wärmetransport durch elektromagnetische
Wellen. Der Wärmestrom steigt mit der vierten Potenz der absoluten Temperatur.
Bei Hydraulikanlagen kann man ihn wegen der relativ geringen Temperaturen ver-
nachlässigen oder pauschal abschätzen.
Konvektion
kennzeichnet den Wärmeaustausch innerhalb eines strömenden Me-
diums, der damit oft gekoppelte
Wärmeübergang
bezieht sich auf den Wärme-
transport zwischen Fluid und festem Stoff oder umgekehrt. Es gilt nach Newton:
dQ
wä
=
Į
⇅
A
⇅
ǻ
ˑ (8.5)
dt
mit
Į
als Wärmeübergangskoeffizient (Erfahrungswert),
A
als wärmeabgebender
oder -aufnehmender Fläche und ǻ
als Temperaturdifferenz. Der Koeffizient
Į
steigt dabei degressiv mit der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids.
ˑ
Wärmeleitung
kennzeichnet den Wärmetransport innerhalb eines Stoffes, ohne
dass sich die Stoffteilchen zueinander bewegen. Für den Wärmestrom gilt:
dQ
wä
d
ˑ
(8.6)
=
ʻ
⇅
A
⇅
−
dt
dx
mit ʻ
als Wärmeleitkoeffizient (fester Stoffwert),
d
ˑ
/dx
als Temperaturgefälle in Wärmestromrichtung
x
und
A
als Querschnittsfläche des leitenden Stoffes.
Konvektion, Wärmeübergang und Wärmeleitung
kom-
men bei Hydraulikanlagen häufig kombiniert vor,
insbesondere beim
Wärmedurchgang durch eine
Wandung
(z. B. Öl-Tankwand-Luft),
Bild 8.32
.
Der Wärmestrom beträgt:
dQ
wä
=
k
⇅
A
⇅
ǻ
ˑ (8.7)
dt
Mit Hilfe der
Wärmedurchgangszahl k
kann man
dabei die drei Einzelprozesse „Wärmeübergang 1 (
Į
1
)“,
„Wärmeleitung (
s, Ȝ
)“ und „Wärmeübergang 2 (Į
2
)“
wie folgt zusammen fassen:
Bild 8.32:
Wärmedurch-
gang durch eine Wand
