Beitrag zur Messung der örtlichen Wärmeübergangszahl in turbulenten Reibungsschichten bei erzwungener Konvektion

Abstract

Es wird ein einfaches Gerät zur Messung der örtlichen Wärmeübergangszahl in turbulenten Wandgrenzschichten inkompressibler Strömungsmedien bei erzwungener Konvektion vorgeschlagen. Das Meßprinzip ergibt sich aus einer Analogiebetrachtung zwischen Impuls- und Wärmeaustausch in der Grenzschicht. Der Wandschubspannung τ0 entspricht die Wärmestromdichte w0, so daß man das als Preston-Rohr bekannte Wandreibungsmeßgerät als Wärmeübergangsmeßgerät eichen kann. Im Experiment wird gezeigt, daß analog zum universellen Wandgesetz der Geschwindigkeit ein solches der Temperaturverteilung in turbulenten Plattengrenzschichten existiert. Diese Tatsache bildet die Voraussetzung für die theoretisch abgeleitete und experimentell bestätigte universelle Eichkurve von Preston-Rohren als Meßgerät für den Wärmeübergang. — Der Einfluß der Pr-Zahl und des Austauschverhältnisses Aq/Aτ auf den Wärmeübergang wird berücksichtigt. Für turbulente Strömungen ist das Produkt Pr Aq/Aτ von Bedeutung. Für den Fall Pr Aq/Aτ = 1 zeigen Geschwindigkeits- und Temperaturverteilung das gleiche Verhalten.