Colburn-Zahl: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 19. Dezember 2019, 12:06 Uhr

Physikalische Kennzahl

Name

Colburn-Zahl

J

Dimension

dimensionslos

Definition

J = \frac{α}{ρ c_{p} u} {(\frac{c_{p} η}{λ})}^{\frac{2}{3}}

$α$	Wärmeübertragungskoeffizient
$ρ$	Dichte
$c_{p}$	spezifische Wärmekapazität
$u$	Strömungsgeschwindigkeit
$η$	dynamische Viskosität
$λ$	Wärmeleitfähigkeit

Benannt nach

Allan Colburn

Anwendungsbereich

Konvektion viskoser Fluide

Die Colburn-Zahl (Formelzeichen $J$ ) ist eine dimensionslose Kennzahl der Strömungsmechanik. Sie charakterisiert die Wärmeübertragung von viskosen Fluiden bei freier Konvektion und erzwungener Konvektion. Sie ist benannt nach dem amerikanischen Chemieingenieur Allan Philip Colburn (1904–1955).^[1]

Die Colburn-Zahl lässt sich berechnen aus dem Wärmeübertragungskoeffizienten $α$ , der Dichte $ρ$ , der spezifischen Wärmekapazität $c_{p}$ bei konstantem Druck, der Strömungsgeschwindigkeit $u$ , der dynamischen Viskosität $η$ sowie der Wärmeleitfähigkeit $λ$ als:^[1]

J = \frac{α}{ρ c_{p} u} {(\frac{c_{p} η}{λ})}^{\frac{2}{3}}

oder aus anderen Kennzahlen zusammensetzen:

J = \frac{Nu}{Re \Pr^{\frac{1}{3}}} = St \Pr^{\frac{2}{3}}

Dabei steht $Nu$ für die Nußelt-Zahl, $Re$ für die Reynolds-Zahl, $\Pr$ für die Prandtl-Zahl und $St$ für die Stanton-Zahl.

Literatur

Achim Lechmann: Modellierung von Wärmeübertragern in den Gaswechselsystemen von Verbrennungsmotoren. Diss. Berlin 2008 (Online [PDF; 8,1 MB]).

Einzelnachweise

↑ ^1,0 ^1,1 Josef Kunes: Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering. Elsevier, 2012, ISBN 978-0-12-391458-3, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[kunes-1] 1,0 ^1,1 Josef Kunes: Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering. Elsevier, 2012, ISBN 978-0-12-391458-3, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[1]

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-{{Infobox Kennzahl
+{{Infobox Physikalische Kennzahl
-| Name              =
+| Name =
-| Formelzeichen     = <math>J</math>
+| Formelzeichen = <math>J</math>
-| Dimension         = [[Dimensionslose Kennzahl|dimensionslos]]
+| Dimension = [[Dimensionslose Kennzahl|dimensionslos]]
-| Definition        = <math>J=\frac{\alpha}{\rho \; c_\mathrm p \; u}\left(\frac{c_\mathrm p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3}</math>
+| Definition = <math>J=\frac{\alpha}{\rho \; c_p \; u}\left(\frac{c_p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3}</math>
-| Größentabelle     = <math>\alpha</math>=[[Wärmeübertragungskoeffizient]],<math>\rho</math>=[[Dichte]],<math>c_\mathrm p</math>=[[spezifische Wärmekapazität]],<math>u</math>=[[Strömungsgeschwindigkeit]],<math>\eta</math>=[[dynamische Viskosität]],<math>\lambda</math>=[[Wärmeleitfähigkeit]]
+| Größentabelle = <math>\alpha</math>=[[Wärmeübertragungskoeffizient]],<math>\rho</math>=[[Dichte]],<math>c_p</math>=[[spezifische Wärmekapazität]],<math>u</math>=[[Strömungsgeschwindigkeit]],<math>\eta</math>=[[dynamische Viskosität]],<math>\lambda</math>=[[Wärmeleitfähigkeit]]
-| BenanntNach       = Allan Colburn
+| BenanntNach = Allan Colburn
 | Anwendungsbereich = Konvektion viskoser Fluide
 }}
-Die '''Colburn-Zahl''' ([[Formelzeichen]] <math>J</math>) ist eine [[dimensionslose Kennzahl]] der [[Strömungsmechanik]]. Sie charakterisiert die [[Wärmeübertragung]] von [[Viskosität|viskosen]] [[Fluid]]en bei [[freie Konvektion|freier Konvektion]] und [[erzwungene Konvektion|erzwungener Konvektion]]. Sie ist benannt nach dem amerikanischen [[Chemieingenieur]] Allan Philip Colburn (1904–1955).<ref name="kunes">{{Literatur|Titel=Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering|Autor=Josef Kunes|Verlag=Elsevier|Jahr=2012|ISBN=0123914582|Seiten=190|Online={{Google Buch|BuchID=_jqUZIUXZBsC|Seite=190}}}}</ref>
+Die '''Colburn-Zahl''' ([[Formelzeichen]] <math>J</math>) ist eine [[dimensionslose Kennzahl]] der [[Strömungsmechanik]]. Sie charakterisiert die [[Wärmeübertragung]] von [[Viskosität|viskosen]] [[Fluid]]en bei [[Freie Konvektion|freier Konvektion]] und [[Erzwungene Konvektion|erzwungener Konvektion]]. Sie ist benannt nach dem amerikanischen [[Chemieingenieur]] Allan Philip Colburn (1904–1955).<ref name="kunes">{{Literatur |Autor=Josef Kunes |Titel=Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering |Verlag=Elsevier |Datum=2012 |ISBN=978-0-12-391458-3 |Seiten=190 |Online={{Google Buch|BuchID=_jqUZIUXZBsC|Seite=190}}}}</ref>
-Die Colburn-Zahl lässt sich berechnen aus dem [[Wärmeübertragungskoeffizient]]en <math>\alpha</math>, der [[Dichte]] <math>\rho</math>, der [[spezifische Wärmekapazität|spezifischen Wärmekapazität]] <math>c_\mathrm p</math> bei konstantem Druck, der [[Strömungsgeschwindigkeit]] <math>u</math>, der [[dynamische Viskosität|dynamischen Viskosität]] <math>\eta</math> sowie der [[Wärmeleitfähigkeit]] <math>\lambda</math> als:<ref name="kunes" />
+Die Colburn-Zahl lässt sich berechnen aus dem [[Wärmeübertragungskoeffizient]]en <math>\alpha</math>, der [[Dichte]] <math>\rho</math>, der [[Spezifische Wärmekapazität|spezifischen Wärmekapazität]] <math>c_p</math> bei konstantem Druck, der [[Strömungsgeschwindigkeit]] <math>u</math>, der [[Dynamische Viskosität|dynamischen Viskosität]] <math>\eta</math> sowie der [[Wärmeleitfähigkeit]] <math>\lambda</math> als:<ref name="kunes" />
-:<math>J=\frac{\alpha}{\rho \; c_\mathrm p \; u}\left(\frac{c_\mathrm p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3}</math>
+:<math>J=\frac{\alpha}{\rho \; c_p \; u}\left(\frac{c_p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3}</math>
 oder aus anderen Kennzahlen zusammensetzen:
@@ Zeile 21: / Zeile 21: @@
 == Literatur ==
+* {{Literatur
-*{{Literatur
+   |Autor=Achim Lechmann
- | Autor= Achim Lechmann
+   |Titel=Modellierung von Wärmeübertragern in den Gaswechselsystemen von Verbrennungsmotoren
- | Titel= Modellierung von Wärmeübertragern in den Gaswechselsystemen von Verbrennungsmotoren
+   |TitelErg=Diss
- | TitelErg= Diss
+   |Ort=Berlin
- | Ort= Berlin
+   |Datum=2008
- | Jahr= 2008
+   |Online=[http://opus4.kobv.de/opus4-tuberlin/files/1847/lechmann_achim.pdf Online]
- | Online= [http://opus4.kobv.de/opus4-tuberlin/files/1847/lechmann_achim.pdf PDF-Datei, 8,1 MB]
+   |Format=PDF
-}}
+   |KBytes=8100}}
 == Einzelnachweise ==