Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Wärmeleitung Wärmedämmung Kühlsysteme Fachdidaktik Seminar Christian Roithner, 13.11.2006.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Wärmeleitung Wärmedämmung Kühlsysteme Fachdidaktik Seminar Christian Roithner, 13.11.2006."—  Präsentation transkript:

1 Wärmeleitung Wärmedämmung Kühlsysteme Fachdidaktik Seminar Christian Roithner,

2 Wärmeleitung 1.Wärmeleitung 2.Wärmeleitfähigkeit Spezifische Wärmeleitfähigkeit 3.Wärmewiderstand 4.Fouriersches Gesetz 5.Wärmeleitungsgleichung 6.Diffusion Ficksche Gesetz 7.Konvektion Konvektion am Festkörper

3 Wärmeleitung Ist der Wärmefluss in einem Kontinuum (Feststoff oder ruhendes Fluid) in Folge eines Temperaturunterschiedes Wärmetransport aufgrund von molekularen Stoßprozessen Es geht dabei keine Wärme verloren

4 Wärmeleitfähigkeit von Festkörpern Die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes, λ gibt an, welche Wärmemenge Q in der Zeit t und bei einem Temperaturunterschied ΔT durch die Fläche A strömt.

5 Spezifische Wärmeleitfähigkeit Eigenschaft eines Materials Die spezifische Wärmeleitfähigkeit variiert mit der Absoluttemperatur

6 Beispiele zur Wärmeleitfähigkeit Stoff Wärmeleitfähigkeit λ [W / (m · K)] Diamant2300 Kupfer401 Gold317 Aluminium237 Granit2,8 Eis2,33 Glas1,0 Wasser0,6 Glaswolle0,04-0,05 Luft0,024

7 Wärmewiderstand Kehrwert der absoluten Wärmeleitfähigkeit ist der Wärmewiderstand R λ

8 Analogie zum Ohmschen Gesetz und der Kirchhoffschen Regeln WärmewiderstandElektrischer Widerstand TemperaturdifferenzElektrische Spannung WärmestromElektrischer Strom WärmeleitfähigkeitElektrische Leitfähigkeit

9 Fouriersches Gesetz 1822 von Jean Baptiste Joseph Fourier Für den vereinfachten Fall eines festen Körpers mit zwei parallelen Wandflächen T w1 ist die Temperatur der wärmeren Wandoberfläche T w2 die Temperatur der kälteren Wandoberfläche A die Fläche, durch die die Wärme strömt λ Wärmeleitfähigkeit δ die Dicke der Wand

10 Wärmeleitungsgleichung Die Wärmeleitungsgleichung/ Diffusionsgleichung ist eine partielle Differentialgleichung Gibt die Temperaturverteilung eines Körpers durch Wärmeleitung oder die Ausbreitung eines gelösten Stoffes durch Diffusion Physikalisches System?

11 Wärmeleitungsgleichung Wärmeleitwert setzt sich zusammen durch die Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität sowie die Dichte des Mediums Wellengleichung? Schrödinger Gleichung?

12 Diffusion Diffusion ist der Ausgleich von Konzentrationsunterschieden Jede thermische Fortbewegung und der damit verbundene Transport Adolf Fick zeigt Gesetzmäßigkeiten

13 Ficksches Gesetz (Diffusionsgleichung) 19. Jahrhundert Adolf Fick Diffusion folgt Gesetzmäßigkeiten die gleich der Wärmeleitung sind J Teilchenstromdichte (mol/m²s) D Diffusionskoeffizient (m²/s) Konzentrationsgradient μ/x

14 Konvektion Konvektion tritt nur in Flüssigkeiten und in Gasen auf Thermische Konvektion ist eine durch Temperaturbedingte Dichteunterschiede angetriebene zyklische Strömung in Flüssigkeiten Mechanismus neben Wärmeleitung und Wärmestrahlung um thermische Energie zu transportieren

15 Konvektion an einem Festkörper Konvektion entsteht wenn das Fluid die Oberfläche eines anderen Volumens überströmt und dabei eine Temperaturangleichung erfolgt

16 Wärmedämmung 1.Wärmedämmung 2.Arten der Wärmedämmung 3.Wärmebrücken 4.Wärmedurchgangskoeffizient

17 Wärmedämmung Maßnahmen zur Eindämmung der Abgabe thermischer Energie von Gegenständen Dämmung verringert nur den Energieaustausch

18 Arten der Wärmedämmung Außendämmung Innendämmung Kerndämmung

19 Außendämung Durch Außenwände entstehen % der jährlichen Heizwärmeverluste der Gebäudehülle Für die Außendämmung sind nur Stoffe mit guter kapillarer Leitfähigkeit zu empfehlen

20 Innendämmung Vorteile: einfachere Anbringung niedrigeren Kosten Nachteile: Platzverbrauch im Inneren negative Auswirkungen auf Mauerwerk und Raumklima

21 Kerndämmung Wärmedämmschicht zwischen einem zweischaligem Mauerwerk Billiger als die Außendämmung

22 Wärmebrücken Sind Bereiche eines Gebäudes, durch die Wärme schneller nach außen transportiert werden, als durch andere Bauteile Man unterscheidet zwischen konstruktiven (Material, oder fehlende Wärmedämmung) und geometrischen Wärmebrücken (Ecken)

23 Beispiele für Wärmebrücken Balkone Rollladenkästen Mauersohlen Fensterrahmen und Fensterstürzen Heizkörperbefestigungen im Mauerwerk Heizkörpernischen Deckenanschlüsse Ecken im Haus ungedämmte Stahlbetonbauteile

24 Wärmedurchgangskoeffizient U gibt die Energiemenge an, die in einer Sekund durch eine Fläche von 1 m² fließt, wenn sich die beidseitigen anliegenden Lufttemperaturen um 1 K unterscheiden

25 Wärmeabtransport/Kühlung Beispiele: –Wasserkühlung –Luftkühlung –Heat Pipes

26 Wasserkühlung Wasser wird als Wärmeabführmittel verwendet Wird bei Kraftwerken, Motoren, PC, Klimaanlagen verwendet

27 Luftkühlung Kühlung erfolgt durch ein Gebläse, Fahrtwind oder durch Konvektion Anwendung bei Verbrennungsmotoren, PC, usw. …

28 Unterschied Luft - Wasserkühlung Luftkühlung auch bei minus Temperaturen möglich Luftkühlung braucht keine Kühlflüssigkeit – hält daher länger Wasserkühlung hat aber einen höheren Wärmeübergangskoeffizienten

29 Heat Pipes

30 Antriebslose Zirkulation des Fluids Anwendung in der Raumfahrt, Wärmetauschersysteme, Mikroelektronik Verwendete Flüssigkeiten/Gase: –Flüssiggase (Helium, Stickstoff, usw. …) –Wasser –Alkohole (Methanol, Ethanol, usw. …) –Metalle (Quecksilber)


Herunterladen ppt "Wärmeleitung Wärmedämmung Kühlsysteme Fachdidaktik Seminar Christian Roithner, 13.11.2006."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen