Die Grundbegriffe des Wärmeaustausches

Zusammenfassung

Temperaturunterschiede in einem Körper gleichen sich stets im Laufe der Zeit dadurch aus, daß Wärme von den Stellen höherer Temperatur nach denen niederer Temperatur abströmt. Dieser Vorgang spielt sich in allen in der Natur vorkommenden Stoffen ab, in festen Körpern wie in Flüssigkeiten und Gasen. Die Kenntnis der Gesetzmäßigkeiten, nach denen er verläuft, ist für die gesamte Technik von großer Bedeutung, da wir dadurch die Mittel in die Hand bekommen, den Wärmefluß in gewünschter Weise zu steuern. Dabei kann einmal die Aufgabe gestellt sein, die Wärmeströmung möglichst zu begünstigen. Dies ist beispielsweise bei den Wärmeaustauschern der Wärme-, Heiz-und Kühltechnik und der chemischen Industrie der Fall. Auch in den Wärmekraftmaschinen tritt diese Aufgabe immer wieder an uns heran. Eine solche Kraftmaschine besteht nach den Lehren der Thermodynamik im Prinzip aus zwei Wärmespeichern verschiedener Temperatur, zwischen welche die Arbeit leistende Maschine geschaltet ist. Dabei wechselt häufig der Wärmeträger im Laufe des Arbeitsprozesses. Die Wärme muß dann mit möglichst kleinem Temperaturgefälle zwischen den einzelnen Wärmeträgern ausgetauscht werden. Bei der Dampfkraftanlage ist die Wärme zunächst an die Rauchgase gebunden. Im Dampfkessel wird sie an den Dampf weitergegeben. Im Kondensator gibt der Dampf seine Wärme an das Kühlwasser ab und im Kühlturm endlich wird sie an die Luft abgeführt. Bei den Verbrennungsmotoren fallt zwar diese Art des Wärmeaustausches weg, da die Wärme durch Verbrennung unmittelbar in der arbeitsleistenden Luft erzeugt und die Abwärme auch gemeinsam mit den Abgasen aus der Maschine ausgestoßen wird.