Wärmeübergangskoeffizient (α-Wert)
Auch bekannt als: Alpha-Wert · Heat Transfer Coefficient · Filmkoeffizient · h-Wert
Maß für den konvektiven Wärmeübergang zwischen Oberfläche und Fluid. Beeinflusst durch Strömung, Medium und Geometrie.
📖 Definition
Der Wärmeübergangskoeffizient α (alpha) beschreibt die Wärmeübertragung zwischen einer Oberfläche und einem strömenden Fluid durch Konvektion. Er hängt von Stoffwerten des Fluids, Strömungsgeschwindigkeit, Geometrie und Strömungsform (laminar/turbulent) ab. Die Einheit ist W/(m²·K). Er ist ein Teil des Gesamtwärmedurchgangskoeffizienten k.
⚙️ Technische Details
Parameter
| Parameter | Einheit | Typischer Bereich | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| α (alpha) | W/(m²·K) | 50–20.000 | Je nach Medium und Strömung |
| Nußelt-Zahl (Nu) | - | - | Dimensionslose Kennzahl für den Wärmeübergang |
| Reynolds-Zahl (Re) | - | - | Charakterisiert die Strömungsform |
Formeln
α = Nu · λ / LNu = Nußelt-Zahl, L = charakteristische Länge
q = α · (Tw - Tf)Wärmestromdichte an der Oberfläche
Hinweise
- Bei Phasenübergang (Kondensation, Verdampfung) sehr hohe α-Werte
- Turbulente Strömung: α steigt mit Geschwindigkeit
- Gasseitig typisch 10–100 W/m²K, wasserseitig 1000–20.000 W/m²K
Relevante Normen
🔄 ETO-Prozesseinordnung
Der α-Wert jeder Seite bestimmt den Gesamtwärmedurchgang. Der niedrigere α-Wert ("Engpass") limitiert die Wärmeübertragung und ist oft der Ansatzpunkt für Optimierungen.
⚠️ Typische Fehler
- •Verwechslung mit dem k-Wert (Gesamtdurchgang)
- •Vernachlässigung der Strömungsgeschwindigkeitsabhängigkeit
- •Annahme konstanter α-Werte über die gesamte Oberfläche
- •Unterschätzung des Einflusses von Viskositätsänderungen
💡 Entscheidungshilfe
- →Wenn gasseitig niedrigster α → Berippung oder Finned Tubes erwägen
- →Wenn viskoses Medium → Turbulatoren oder höhere Geschwindigkeit
- →Wenn Kondensation → spezialisierte Kondensator-Korrelationen verwenden
🔗 ZILEX-Bezug
ZILEX berechnet die Wärmeübergangskoeffizienten beider Seiten mit validierten Korrelationen aus dem VDI-Wärmeatlas. Die berechneten α-Werte werden im Detail-Datenblatt ausgewiesen.
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