Die Grundgesetze der Wärmeübertragung

Erster Teil. Wärmeleitung in festen Körpern.- A. Die mathematischen Grundlagen.- 1. Das Temperaturfeld und das Feld des Wärmeflusses.- 2. Die Ableitung der Differentialgleichung von Fourier.- 3. Die allgemeine Aufgabe der analytischen Theorie der Wärme.- 4. Die Grenzbedingungen.- B. Über die Lösung von Randwertaufgaben.- 1. Die einführende Aufgabe.- 2. Über das Aufsuchen partikulärer Lösungen.- 3. Über das Anpassen an die Oberflächenbedingung.- 4. Über das Anpassen an die Anfangsbedingung.- C. Die zeitlich veränderlichen Temperaturfelder ohne Wärmequellen.- 1. Die Temperaturunterschiede streben dem Ausgleich zu.- a) Endlicher Wärmeübergang (Randbedingung dritter Art).- Aufgabe 1. Die Platte.- Aufgabe 2. Der Zylinder.- Aufgabe 3. Die Kugel.- b) Oberflächentemperaturen konstant (Randbedingung erster Art).- c) Mehrdimensionaler Temperaturausgleich.- d) Der unendlich ausgedehnte Körper.- Aufgabe 4. Der allseitig unendlich ausgedehnte Körper.- Aufgabe 5. Der einseitig unendlich ausgedehnte Körper.- 2. Temperatur periodisch veränderlich.- Aufgabe 6. Der einseitig unendlich ausgedehnte Körper.- Aufgabe 7. Die Platte.- 3. Zusammengesetzte Randwertaufgaben.- 4. Die Anwendung der Differenzenrechnung.- Aufgabe 8. Der einseitig unendlich ausgedehnte Körper.- 5. Elektrische Analogieverfahren.- D. Die zeitlich konstanten Temperaturfelder ohne Wärmequellen.- 1. Das Temperaturfeld von einer Koordinate abhängig.- 2. Das Temperaturfeld von zwei Koordinaten abhängig.- 3. Räumliches Temperaturfeld von mehreren Koordinaten abhängig.- Aufgabe 9. Eindringen der Wärme in den einseitig unendlich ausgedehnten Körper durch eine Kreisfläche.- 4. Der Begriff des Wärmeleitwiderstandes.- 5. Die Relaxationsmethode.- E. Die zeitlich konstanten Temperaturfelder mit Wärmequellen.- Aufgabe 10. Der Zylinder.- F. Verschiedene Sonderfälle.- 1. Das Feld ist von mehreren verschiedenartigen Körpern erfüllt.- 2. Der Körper ist nicht isotrop.- 3. Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärme und Dichte sind vom Druck und von der Temperatur abhängig.- 4. Vorgänge mit Änderung des Aggregatzustandes oder der chemischen Natur.- G. Wärmeleitung in verdünnten Gasen.- Zweiter Teil. Konvektive Wärmeübertragung.- A. Flüssigkeits- und Energiebewegung.- 1. Grundgleichungen der reibungsfreien Flüssigkeit.- 2. Die Wirkung der Zähigkeit und die allgemeinen Bewegungsgleichungen zäher Flüssigkeiten.- 3. Laminare und turbulente Strömung. Das Reynoldssche Ähnlichkeitsgesetz.- 4. Die Energiebewegung in zähen Flüssigkeiten.- 5. Wärmeübergang und Wärmedurchgang.- B. Das Ähnlichkeitsgesetz der Wärmeübertragung.- 1. Aufsuchen der dimensionslosen Kennzahlen aus den Differentialgleichungen.- 2. Dimensionsbefreiung durch Einführen von Eigenmaßstäben.- 3. Dimensionsanalyse.- 4. Voraussetzungen der Ähnlichkeitslehre.- 5. Physikalische Bedeutung der Kennzahlen.- C. Wärmeübergang bei erzwungener laminarer Strömung.- 1. Exakte Lösungen der Differentialgleichungen.- 2. Strömungs- und Temperaturgrenzschichten in laminarer Strömung.- 3. Versuchsergebnisse und Gebrauchsformeln für den Wärmeübergang bei erzwungener laminarer Strömung.- D. Wärmeübergang bei erzwungener turbulenter Strömung.- 1. Die Analogie zwischen Impuls- und Wärmeaustausch nach Reynolds.- 2. Der Wärmequellenansatz von Pbandtl.- 3. Die Weiterentwicklung der Theorie nach Reynolds und Prandtl.- 4. Versuchsergebnisse und Gebrauchsformeln für den Wärmeübergang bei erzwungener turbulenter Strömung.- E. Wärmeübergang bei querangeströmten Körpern.- 1. Wärmeübergang bei laminarer Grenzschicht.- 2. Wärmeübergang am Kreiszylinder.- 3. Wärmeübergang am Rohrbündel.- 4. Wärmeübergang an Kugeln.- 5. Wärmeübergang an der querangeströmten Platte.- F. Wärmeübergang bei hohen Geschwindigkeiten.- 1. Eigentemperatur der längsangeströmten Platte.- 2. Wärmeübergang an der längsangeströmten Platte und im Rohr.- 3. Eigentemperatur querangeströmter Zylinder.- G. Wärmeübergang bei freier Konvektion.- 1. Lösungen der Grenzsehichtgleichungen an der senkrechten Platte und am waagerechten Zylinder.- 2. Näherungslösungen.- 3. Freie Konvektion bei turbulenter Grenzschicht.- 4. Freie Konvektion über waagerechten Flächen.- 5. Freie Konvektion in geschlossenen Räumen.- 6. Gebrauchsgleichungen für freie Konvektion.- H. Wärmeübergang bei Kondensation.- 1. Die Nußeltsche Wasserhauttheorie.- 2. Filmkondensation mit turbulenter Wasserhaut.- 3. Gebrauchsgleichungen für Filmkondensation bei ruhendem oder langsam strömendem Sattdampf.- 4. Filmkondensation von Heißdampf.- 5. Filmkondensation bei strömendem Dampf.- 6. Tropfenkondensation.- 7. Mischungen von Dämpfen mit Inertgasen und gemischte Dämpfe.- I. Wärmeübergang bei Verdampfung.- 1. Verdampfen an einer Flüssigkeitsoberfläche ohne Blasenbildung.- 2. Verdampfung mit Blasenbildung an waagerechten und senkrechten Heizflächen bei freier Konvektion.- 3. Verdampfung mit Blasenbildung im senkrechten Rohr.- 4. Filmverdampfung.- 5. Verdampfung in unterkühlter Flüssigkeit (surface boiling).- K. Stoffübertragung.- 1. Die dreifache Analogie.- 2. Grenzen der Analogie.- 3. Experimentelle Nachprüfung der Analogie.- Dritter Teil. Wärmestrahlung.- A. Einführung.- 1. Wärmestrahlung als Schwingungsvorgang.- 2. Grundlegende Begriffe.- B. Die Strahlung des schwarzen Körpers.- 1. Das Plancksche Strahlungsgesetz.- 2. Das Stefan-Boltzmannsche Gesetz.- 3. Das Wiensche Verschiebungsgesetz.- 4. Das reduzierte Plancksche Strahlungsgesetz.- 5. Experimentelle Verwirklichung des schwarzen Körpers.- C. Der Strahlungsaustausch zwischen festen Körpern.- 1. Emission und Absorption nichtschwarzer Körper.- 2. Das Kirchhoffsche Gesetz.- 3. Die Lambertschen Gesetze.- 4. Strahlungsaustausch unter bestimmten geometrischen Bedingungen.- 5. Strahlungsaustausch zwischen beliebigen Flächenelementen.- 6. Wirkung von Strahlungsschutzschirmen.- 7. Gleichzeitiges Auftreten von Wärmestrahlung, Leitung und Konvektion.- D. Strahlung von Gasen und Dämpfen.- 1. Die Absorptionsspektren der Gase und ihre Gesamtstrahlung.- 2. Messungen der Gesamtstrahlung von Kohlensäure und Wasserdampf.- 3. Strahlungsaustausch zwischen Gaskörpern und festen Wänden.- 4. Strahlung leuchtender Flammen.- Anhang: Einheiten, Umrechnungstafeln, Stoffwerte.- Formeln aus der Vektoranalysis.- Übersicht über häufig verwendete Formelzeichen.- Schrifttum.- Namenverzeichnis.