Literatur über Wärmeaustausch Wasser Luft ...

Ein Stichwort dazu ist "Wärmetauscher", also Geräte für den Wärmeaustausch zwischen zwei Medien, z. B. Wasser - Luft. [1]

Allgemein findet zwischen Wasser und Luft ein Wärmeübergang statt. [2] Ein Parameter, der die Intensität des Wärmeübergangs beschreibt, ist der Wärmeübergangskoeffizient. [3]

Das einfachste Modell für den Wärmeübergang ist: Wärmefluss proportional zur Größe der Kontaktfläche und zum Temperaturunterschied. Der Proportionalitätsfaktor ist der Wärmeübergangskoeffizient. Die übertragene Energie ergibt sich aus der Integration des Wärmeflusses über die Zeit. Bei konstanter Temperaturdifferenz reicht die Multiplikation mit der Zeitdauer.

Soll der Wärmeübergang detailreicher betrachtet werden, kann die Strömung des Wassers und der Luft betrachtet werden. In beiden Medien ist zu erwarten, dass der Wärmefluss aus einem Stofffluss besteht, der durch seine Wärmekapazität die Energie trägt. Das Stichwort dazu ist: Konvektion [4]. Die anderen Effekte wie Wärmeleitung (Wärmefluss ohne Stofffluss, wie er typisch für Festkörper ist) und Wärmestrahlung werden vermutlich geringeren Anteil an dem Wärmeübergang haben.

Ist keine Wand zwischen Wasser und Luft, dann kann neben der Wärme auch Stoff ausgetauscht werden: das Wasser verdunstet [5] oder kondensiert [6]. Durch die Verdunstungswärme wird dem Wasser dabei innere Energie entzogen. Bei der Kondensation wird dem Wasser Energie zugeführt. Welcher Prozess überwiegt hängt von Wassertemperatur, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit ab.

Ist die Luft sehr feucht, dann kann der Zusammenhang Wasser - Wasserdampf interessant werden. [7] Die Luft kann dann als Wasserdampf beschrieben werden.

Kann Kondensation und Verdunstung vernachlässigt werden,

dann kann der Wärmefluss zerlegte werden in den Wärmefluss im Wasser, den Wärmeübergang in der Grenzschicht und den Wärmefluss in der Luft. Die Grenzschicht Wasser - Luft kann dann wie ein Wärmeübergang Wand - Luft, also ohne Berücksichtung von speziellen Wassereigenschaften behandelt werden.

Zum Teil sind auf den Wikipedia Seiten am Ende Bücher zu dem entsprechenden Thema angegeben.

Der Wärmeaustausch gehört zum Stoffbereich der Thermodynamik oder der technischen Thermodynamik. Auf der Seite [8] gibt es Beschreibung und eine Liste von Lehrbüchern zu dem Thema, z. B. [9]. Knappe Darstellungen werden in Übersichtsbüchern, wie [10], gegeben.

Sind die Grundlagen klar und es sollen nur Zahlen für Berechnungen gesucht werden, dann finden sich in [11,12] Daten über Wasser, wie spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitung in Abhängigkeit von der Temperatur. In [13] gibt es Tabellen mit Stoffwerten von Wasser, Luft und Wasserdampf.

Wenn es um technische Anwendungen und Nutzung geht, dann ist dieses Forum unter der Rubrik "Wärmepumpe" ein sehr guter Einstieg mit vielen praktischen Tipps.

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