Zusammenfassung
Zentraler Inhalt des Kapitels ist die Erläuterung wesentlicher Ansätze für das Verständnis und die vereinfachte Modellierung des Wärme- und Stoffaustausches zwischen zwei Fluiden. Zunächst werden der Wärme- und Stoffdurchgang betrachtet und Analogien sowie Unterschiede dargestellt. Es schließt sich die Einführung der drei wesentlichen Stoff- und z. T. auch Wärmeübergangstheorien einschließlich der jeweiligen mathematischen Beziehungen an. Abschließend werden die Auswirkungen einer homogenen chemischen Reaktion auf den Stoffübergang dargestellt und unter Verwendung der Film- und der Penetrationstheorie mathematisch beschrieben.
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Notes
- 1.
Wilhelm NUßELT, 1882−1957, deutscher Physiker, begründete u. a. die Ähnlichkeitstheorie der Wärmeübertragung und entwickelte die Nußeltsche Wasserhauttheorie.
- 2.
Walther NERNST, 1864–1941, deutscher Physiker und Chemiker, erhielt für seine Arbeiten in der Thermochemie den Nobelpreis für Chemie 1920.
- 3.
Osborne REYNOLDS, 1842–1912, britischer Physiker, befasste sich intensiv mit der Untersuchung und Charakterisierung turbulenter Strömungen.
- 4.
Jean Claude Eugène PÉCLET, 1793–1857, französischer Physiker, Professor an der École Centrale des Arts et Manufactures in Paris.
- 5.
Ernst SCHMIDT, 1892–1975, deutscher Thermodynamiker, beschäftigte sich u. a. mit der Thermodynamik von Raketenmotoren.
- 6.
Peter Victor DANCKWERTS, 1916–1984, Professor für Chemical Engineering an der Universität Cambridge. Forschte vor allem im Bereich Mischvorgänge und Gasabsorption.
- 7.
Nach Beek et al. (1999).
- 8.
Nach Bird et al. (2002).
- 9.
Nach Westerterp et al. (1984).
Literatur
Beek WJ, Muttzall KMK, van Heuven JW (1999) Transport Phenomena, 2. Aufl. Wiley, Chichester
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Fourier JB (1822) Théorie analytique de la chaleur. Gauthier-Villars et Fils, Paris
Higbie R (1935) The rate of absorption of a pure gas into a still liquid during short periods of exposure. Trans Am Inst Chem Eng 31:365–389
Lewis WK, Whitman WG (1924) Principles of gas absorption. Ind Eng Chem 16:1215–1220
Nernst W (1904) Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit in heterogenen Systemen. Z Phys Chem 18:47–52
Newton I (1701) Scala Graduum Caloris. Phil Trans 22:824–829
Nußelt W (1915) Die Grundgesetze der Wärmeübertragung. Ges Ing 38:477 und 490
Perry RH, Green DW, Maloney JO (1984) Perry’s chemical engineers handbook, 6. Aufl. McGraw-Hill, New York
Pohlhausen K (1921) Zur näherungsweisen Integration der Differentialgleichung der laminaren Grenzschicht. Z angew Math Mech 1:252–290
Westerterp KA, van Swaaij WPM, Beenackers AACM (1984) Chemical reactor design and operation, 2. Aufl. Wiley, Chichester
Ergänzende und weiterführende Literatur
Baehr HD, Stephan K (2013) Wärme- und Stoffübertragung, 8. Aufl. Springer, Berlin
Bird RB, Stewart WE, Ligthfoot EN (2002) Transport phenomena, 2. Aufl. Wiley, New York
Grassmann P, Widmer F (1974) Einführung in die thermische Verfahrenstechnik. De Gruyter, Berlin
Mersmann A (1986) Stoffübertragung. Springer, Berlin
Trambouze P, van Landeghem H, Wanquier JP (1988) Chemical Reactors. Editions Technip, Paris
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Kraume, M. (2020). Wärme- und Stoffübergangstheorien. In: Transportvorgänge in der Verfahrenstechnik. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-60012-2_3
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