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| Vorwort zur Z.Auf läge | XI | |
| Formelzeichen und Einheiten | XIII | |
| Indizes | XV | |
| Abkürzungsverzeichnis | XVI | |
| 1 | Wärmetechnikgrundlagen | 1 |
| 1.1 | Einleitung | 1 |
| 1.2 | Wärmeübertragung | 3 |
| 1.2.1 | Wärmeleitung | 11 |
| 1.2.1.1 | Analogie zur Elektrotechnik | 11 |
| 1.2.1.2 | Wärmeleitzahl - Gase, Flüssigkeiten, Metalle und Nichtmetalle | 13 |
| 1.2.1.3 | Eindimensionale Leitung - Wand, Rohr und Hohlkugel | 15 |
| 1.2.1.4 | Wärmewiderstandsnetzwerke - seriell, parallel und gemischt | 17 |
| 1.2.1.5 | Optimale Isolierungen für Wände und Rohre | 19 |
| 1.2.1.6 | Wärmeguellen und-senken in festen Stoffen und Fluiden | 23 |
| 1.2.1.7 | Zweidimensionale Leitung - Finite Differenzen Methode | 32 |
| 1.2.2 | Konvektion | 36 |
| 1.2.2.1 | Erzwungene Konvektion | 38 |
| 1.2.2.2 | Freie Konvektion | 46 |
| 1.2.2.3 | Kombination von freier und erzwungener Konvektion | 52 |
| 1.2.3 | Strahlung | 52 |
| 1.2.3.1 | Grundlagen der Wärmestrahlung | 53 |
| 1.2.3.2 | Solarstrahlung | 56 |
| 1.2.3.3 | Strahlung von Gasen und Stäuben | 59 |
| 1.2.4 | Wärmedurchgangszahl - Beispiele | 60 |
| 1.2.4.1 | Wärmeübergangszahl für Strahlung | 60 |
| 1.2.4.2 | Fouling-Ablagerungen an den Wärmeübertragungsflächen | 60 |
| 1.2.4.3 | Wärmedurchgangszahl für Wände | 61 |
| 1.2.4.4 | Wärmedurchgangszahl für Rohrleitungen | 62 |
| 1.2.4.5 | Wärmedurchgangszahlen in der Gebäudetechnik | 63 |
| 1.2.5 | Instationäre Wärmeübertragung | 65 |
| 1.2.5.1 | Fourier-und Biot-Zahl | 65 |
| 1.2.5.2 | Instationäre Wärmeübertragung bei gleichmäßiger T-Verteilung | 66 |
| 1.2.5.3 Instationäre Wärmeübertragung bei großen Temperaturunterschieden | ||
| im Körperinneren | 67 | |
| 1.3 | Stoffdatenermittlung und Gasmischungen | 68 |
| 1.3.1 | Stoffdaten als Funktion von Druck und Temperatur | 68 |
| 1.3.2 | Gasmischungen idealer Gase | 68 |
| 1.3.2.1 | Raumanteil und Massenanteil | 68 |
| 1.3.2.2 | Gesamtdruck-Partialdrücke | 69 |
| 1.3.2.3 | Gaskonstante, Molmasse | 69 |
| 1.3.2.4 | Dichte | 70 |
| 1.3.2.5 | Spezifische Wärmekapazitäten, Enthalpien, innere Energien | 71 |
| 1.4 | Brennstoffe-Verbrennungsrechnung | 72 |
| 1.4.1 | Brennstoffnutzung | 73 |
| 1.4.2 | Brennstoffe - Reserven - fossil - regenerativ | 74 |
| 1.4.3 | Reaktionsgleichungen | 75 |
| 1.4.4 | Sauerstoffbedarf, Luftbedarf und Luftüberschusszahl | 75 |
| 1.4.5 | Abgaszusammensetzung | 76 |
| 1.4.6 | Heizwert und Brennwert | 78 |
| 1.4.6.1 | Heizwert fester und flüssiger Brennstoffe | 78 |
| 1.4.6.2 | Heizwert gasförmiger Brennstoffe | 78 |
| 1.4.6.3 | Elementaranalysen fossiler Brennstoffe sowie der Biomasse | 79 |
| 1.5 | Wärmeübertrager (Wärmetauscher, Wärmeaustauscher) | 81 |
| 1.5.1 | Grundtypen; Gleichstrom-Gegenstrom-und Kreuzstromwärmetauscher | 82 |
| 1.5.2 Berechnung mit der logarithmischen mittleren Temperaturdifferenz | ||
| (LMTD-method) | 84 | |
| 1.5.3 Berechnung mit der Methode der Anzahl der Übertragungseinheiten | ||
| (NTU-method) | 85 | |
| 1.5.4 | Rohrbündelwärmetauscher | 87 |
| 1.5.4.1 | Geradrohrwärmetauscher | 88 |
| 1.5.4.2 | Haarnadelwärmetauscher (U-Rohr-WT) | 89 |
| 1.5.4.3 | Schwimmkopfwärmetauscher | 89 |
| 1.5.4.4 | Rohrbündel-Kondensator in Geradrohrwärmetauscher Bauform | 90 |
| 1.5.5 | Plattenwärmetauscher | 91 |
| 1.5.6 | Spiralwärmetauscher | 93 |
| 1 | ,5.6.1 Spiralwärmetauscher-Sonderbauformen | 94 |
| 1.5.7 | Doppelrohrwärmetauscher | 94 |
| 1.5.8 | Luftgekühlte Wärmetauscher-Rippenrohr-WT | 95 |
| 1.5.9 | Sonderbauformen | 97 |
| 2 | Berechnungsblätter für EXCEL mit VBA | 99 |
| 2.1 | Einleitung | 99 |
| 2.1.1 | Office 10 - EXCEL 2003 | 99 |
| 2.1.2 | Office 12 - EXCEL 2007 und Office 14 - EXCEL 2010 | 99 |
| 2.2 | Stoffwerte | 100 |
| 2.2.1 | Stoffwerte für die trockene Luft | 100 |
| 2.2.2 | Stoffwerte für das Wasser | 102 |
| 2.2.3 | Ideale Gase | 103 |
| 2.3 | Gasmischungen idealer Gase | 104 |
| 2.3.1 | Ein Gasstrom | 104 |
| 2.3.2 | Mischung zweier Gasströme | 106 |
| 2.3.2.1 | Berechnungsblatt ohne Zirkelbezug | 106 |
| 2.3.2.2 | Berechnungsblatt mit Zirkelbezug | 108 |
| 2.4 | Konvektion | 108 |
| 2.4.1 | Erzwungene Konvektion | 109 |
| 2.4.1.1 | Rohrströmung mit Luft und Wasser | 109 |
| 2.4.1.2 | Umströmung eines Rohres mit Luft oder Wasser | 110 |
| 2.4.1.3 | Senkrechte Platte | 111 |
| 2.4.2 | Freie Konvektion | 112 |
| 2.5 | Wärmedurchgangszahlen | 112 |
| 2.5.1 | Wärmedurchgangszahl einer einschichtigen ebenen Wand | 112 |
| 2.5.1.1 | Vorgabe von Alpha innen und außen | 112 |
| 2.5.1.2 | Platte mit der Berechnung der Alpha-Werte | 113 |
| 2.5.2 | Wärmedurchgangszahl einer mehrschichtigen Wand | 114 |
| 2.5.3 | Wärmedurchgangszahl eines einschichtigen Rohres | 116 |
| 2.5.3.1 | Rohr-Vorgabe der Alpha-Werte | 116 |
| 2.5.3.2 | Rohr mit der Berechnung der Alpha-Werte | 117 |
| 2.5.4 | Mehrschichtiges Rohr | 119 |
| 2.6 | Finite Differenzenmethode | 120 |
| 2.6.1 Berechnung der Temperaturverteilung einer Fläche bei Vorgabe von | ||
| konstanten Temperaturen an den Rändern | 121 | |
| 2.6.2 Berechnung der Temperaturverteilung beim Vorliegen eines | ||
| konvektiven Wärmeübergangs an den Rändern | 122 | |
| 2.6.3 Berechnung der Temperaturverteilung für Innere | ||
| Wärmequellen bzw. Senken | 123 | |
| 2.7 | Strahlungswärme | 125 |
| 2.7.1 Strahlungsaustausch zwischen zwei Flächen unterschiedlicher | ||
| Temperatur (bei einer einfachen Anordnung der Flächen) | 125 | |
| 2.7.2 Strahlungsaustausch zwischen zwei Flächen mit einer allgemeinen | ||
| Anordnung | 127 | |
| 2.8 | Instationäre Wärmeübertragung | 128 |
| 2 | ,8.1 Instationäre Wärmeleitung für kleine Biot-Zahlen | 128 |
| 2.9 | Verbrennungsrechnung | 129 |
| 2.9.1 | Berechnung des unteren Fleizwerts für feste und flüssige Brennstoffe | 130 |
| 2.9.2 | Berechnung des unteren Fleizwertes für gasförmige Brennstoffe | 132 |
| 2.9.3 | Verbrennungsberechnung für feste und flüssige Brennstoffe | 133 |
| 2.9.4 | Verbrennungsberechnung für gasförmige Brennstoffe | 134 |
| 2.10 | Wärmetauscher | 135 |
| 2.10.1 | Gleichstromwärmetauscher | 136 |
| 2.10.1.1 | Gleichstromwärmetauscher mit der LMTD-Methode | 136 |
| 2.10.1.2 | GI.-WT Konstruktionsvariante Rohr-Mantelrohr-WT | 137 |
| 2.10.1.3 | Gleichstrom-WT mit NTU-Methode | 138 |
| 2.10.2 | Gegenstromwärmetauscher | 140 |
| 2.10.2.1 | Gegenstromwärmetauscher mit LTMD-Methode | 140 |
| 2.10.2.2 | GG.-WT Konstruktionsvariante Rohr-Mantelrohr-WT | 141 |
| 2.10.2.3 | Gegenstrom-WT mit NTU-Methode | 142 |
| 2.10.3 | Kreuzstromwärmetauscher | 143 |
| 2.10.3.1 | Kreuzstromwärmetauscher mit LMTD-Methode | 143 |
| 2.10.3.2 | Kr.Z,-WT Konstruktionsvariante Taschenwärmetauscher | 144 |
| 2.10.3.3 | Kreuzstrom-WT mit NTU-Methode | 146 |
| 2.10.4 | NTU-Rohrbündel-Wärmetauscher | 147 |
| 2.10.4 | ,1 NTU-Rohrbündel-Wärmetauscher mit mantelseitigem Durchgang | 148 |
| 2.11 Wärmetechnische Berechnung von Abgasbehandlungsanlagen | ||
| hinter Elektrolichtbogenöfen | 149 | |
| 2.11.1 | Allgemeiner Überblick über die Abgasbehandlungsanlage - Anforderungen | 149 |
| 2.11.2 | Berechnungsmappe - Übersicht | 151 |
| 2.11.3 | Eingabeblatt für das Ofenabgas | 152 |
| 2.11.4 | Berechnungsblatt - Wassergekühlte Heißgasleitung mit Nachverbrennung | 152 |
| 2.11.5 Übersicht - Abkühlung Primärabgasstrom aus dem EAF und | ||
| Sekundärabgasstrom aus dem Pfannenofen | 153 | |
| 2.11.6 | Berechnungsblatt Gasmischung - Mischerkammer | 154 |
| 2.11.7 | Jet-Pulse-Filteranlage | 155 |
| 3 EXCEL und EXCEL-VBA-Grundlagen - Version für Office 10 - | ||
| EXCEL 2002 | 157 | |
| 3.1 | Einleitung | 157 |
| 3.2 | Trendlinie - Erstellung von Polynomen für Stoffdaten | 157 |
| 3.3 | VBA-Function | 163 |
| 3.4 Namen, Kommentare, Rahmen, Farben, Passwörter, Formeleditor | ||
| und Zeichnungen | 171 | |
| 3.5 | Zirkelbezüge | 186 |
| 3.6 | Inverse Matrix - Finite-Differenzen-Methode für 2D-Wärmeleitung | 200 |
| 3.7 | Solver-Nichtlineare Gleichungssysteme | 209 |
| 3 EXCEL und EXCEL-VBA Grundlagen - Version für Office 12 - | ||
| EXCEL 2007 | 219 | |
| 3.1 | Einleitung | 219 |
| 3.2 | Trendlinie - Erstellung von Polynomen für Stoffdaten | 219 |
| 3.3 | VBA-Function | 230 |
| 3.4 | Namen, Kommentare, Passwörter, Formeleditor und Zeichnungen | 245 |
| 3.5 | Zirkelbezüge ................................................. —.— | 269 |
| 3.6 | Inverse Matrix - Finite Differenzen Methode für 2D-Wärmeleitung — | 284 |
| 3.7 | Solver-Nichtlineare Gleichungssysteme | 294 |
| 3 EXCEL und EXCEL-VBA Grundlagen - Version für Office 14 - | ||
| EXCEL 2010 | 303 | |
| 3.1 | Einleitung | 303 |
| 3.2 | Trendlinie - Erstellung von Polynomen für Stoffdaten | 303 |
| 3.3 | VBA-Function | 316 |
| 3.4 | Namen, Kommentare, Passwörter, Formeleditor u. Zeichnungen | 330 |
| 3.5 | Zirkelbezüge | 355 |
| 3.6 | Inverse Matrix - Finite Differenzen Methode für 2D-Wärmeleitung | 369 |
| 3.7 | Solver- Nichtlineare Gleichungssysteme | 378 |
| A Liste der Arbeitsblätter und VBA Functions | 389 | |
| B Literaturverzeichnis | 421 | |
| C Wärmeübertragung mit FEM-Programmen | 425 | |
| D Internet Links | 427 | |
| Stichwortverzeichnis | 429 | |
