Thermofluiddynamik

Dieses Lehrbuch erklärt die Prinzipien strömungsphysikalischer Phänomene und thermofluiddynamischer Transportvorgänge bei wärmetechnischen Fragestellungen. Es führt in die Grundbegriffe und Grundgleichungen ein und diskutiert Kennzahlen thermischer Strömungsvorgänge. Neben Konzepten und Transportgleichungen werden statistische Methoden zur Analyse turbulenter Strömungen vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt auf thermischen turbulenten Strömungen in Wandnähe. Besonderheiten beim Einsatz unterschiedlicher Wärmeträgermedien werden aufgezeigt, bestehende Modelle im Kontext aktueller Forschungsergebnisse diskutiert und Gebrauchsformeln für den konvektiven Wärmeübergang entwickelt. Ziel des Lehrbuchs ist die Vermittlung der Zusammenhänge des Impuls- und Energietransports in energie- und wärmetechnischen Komponenten mit Fokus auf der konvektiven Wärmeübertragung. Der Transfer von Modellen und Erkenntnissen in die Praxis wird durch Übungsaufgaben und Beispiele unterstützt.

Autorentext

Dr.-Ing. Sebastian Ruck leitet die Gruppe thermo- und fluiddynamische Systemauslegung am Institut für Neutronenphysik und Reaktortechnik (INR) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Neben seiner langjährigen Forschungstätigkeit im Bereich der thermischen Strömungsmechanik und der Wärmeübertragungstechnologien, lehrt er als Dozent auf dem Gebiet der Thermofluiddynamik und konvektiven Wärmeübertragung an der Fakultät Maschinebau des KIT.

Inhalt

Einführung.- Grundgleichungen.- Kennzahlen.- Laminare Grenzschicht.- Laminare Umströmung.- Laminaren Innenströmungen.- Turbulente Strömungen.- Statistik für turbulente Strömung.- Transportgleichungen der turbulenten Schwankungen.- Turbulente Grenzschichtströmung.- Turbulente Umströmung.- Turbulente thermische Innenströmungen.