Physikalisch begründete Bewertungskriterien für Maßnahmen zur Verbesserung des konvektiven Wärmeüberganges

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Heinz Herwig
• Subject Area: Technical Thermodynamics ; Fluid Mechanics
• Term: from 2007 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 39665822

• Final Report Year: 2013

Final Report Abstract

Es wurde die Energieentwertungszahl entwickelt, die erstmals eine physikalisch begründete Bewertung von Energieübertragungsprozessen ermöglicht. Dies schließt insbesondere Wärmeübertragungsprozesse ein. Durch sie wird die scheinbare Unvereinbarkeit der Druckverluste und der Temperaturdifferenzen bei der Bewertung von Wärmeübertragern überwunden. Sie ist für Untersuchungen sowohl auf System- als auch auf Bauteilebene geeignet. Ihr Einsatz in der Zielfunktion von Algorithmen zur automatisierten Geometrieoptimierung eröffnet die Möglichkeit Bauteilverluste gezielt zu reduzieren. Verglichen mit der Geometrie haben jedoch gewöhnlich die Prozessgrößen einen größeren Einfluss auf die Verluste, so dass beim Entwurf von Wärmeübertragern zunächst diese auf Basis der Energieentwertungszahl optimiert werden sollten. Als überraschend kann die vertiefte Einsicht darin gewertet werden, wie wenig die internationale Community sich der Frage einer belastbaren Bewertung von physikalischen Prozessen widmet und wie unkritisch weiterhin offensichtlich irreführende Bewertungskriterien zum Einsatz kommen.

Publications

• A new approach to understanding and modelling the influence of wall roughness on friction factors for pipe and channel flows, J. Fluid Mech, Vol. 613, 35-53, 2008
  H. Herwig, D. Gloss, T. Wenterodt
  
• Flow in channels with rough walls - old and new concepts, Heat Transfer Engineering, Vol. 31(8), 658-665, 2010
  H. Herwig, D. Gloss, T. Wenterodt
  
• Wall roughness effects: A second law analysis (SLA), in: IUTAM Symposium on The Physics of Wall-Bounded Turbulent Flows on Rough Walls, Springer Verlag, ed. T.B. Nickels, 151-156, 2010
  H. Herwig, T. Wenterodt
  
• Heat Transfer and its Assessment, in: Heat Transfer - Theoretical Analysis, Experimental Investigations and Industrial Systems, 437-452, InTech, 2011
  H. Herwig, T. Wenterodt
  
• Second law analysis of momentum and heat transfer in unit operations, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 54(7-8), 1323-1330, 2011
  H. Herwig, T. Wenterodt
  
• Entropie für Ingenieure - Erfolgreich das Entropie-Konzept bei energietechnischen Fragestellungen anwenden, Vieweg & Teubner, 2012
  H. Herwig, T. Wenterodt