Wärmeübertragung mittels Konvektion

Bei der Wärmeübertragung wird thermische Energie von wärmeren Bereichen in kältere Bereiche transportiert. Dies kann durch Wärmeübertragung mittels Konvektion, Wärmeleitung oder Wärmestrahlung geschehen.

Die Wärmeübertragung findet beim Heizen oder Kühlen zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur, bei der Änderung von Aggregatzuständen (z.B. Kristallisieren, Tempern, Polymerisieren, Destillieren) oder auch der Stofftrennung (z.B. Probentrocknung) Anwendung.

Stoffe dehnen sich durch Erwärmung aus, ihre Dichte wird geringer. Innerhalb einer Flüssigkeit oder eines Gases steigen Stoffe mit geringerer Dichte nach oben, während Stoffe mit höherer Dichte nach unten sinken.

Bei der Wärmeübertragung mittels Konvektion werden energiehaltige Teilchen in der Strömung von Gasen oder Flüssigkeiten mitgeführt. Erfolgt diese ungezwungen, also ohne forcierte Luftumwälzung, werden die energiehaltigen Teilchen im Arbeitsraum eines Temperierschranks einzig und alleine durch Auf- und Abtrieb aufgrund von Temperaturunterschieden transportiert. Streicht die Strömung am Beschickungsgut entlang, erfolgt also die Wärmeübertragung von Warm nach Kalt.

Will man in einem konventionellen Temperierschrank die Erwärmung beschleunigen, kann man entweder die Temperatur erhöhen, oder mithilfe eines Umluftgebläses, also motorischer Luftumwälzung, die Strömung gezielt im Innenraum lenken und somit für eine schnellere und gleichzeitig homogenere Temperaturverteilung sorgen. Je höher die Luftgeschwindigkeit (Lüfterdrehzahl), desto schneller der Wärmeaustausch.

 

Übersicht Glossar Temperierschrank

 


Bildnachweis: Memmert GmbH + Co. KG

Forcierte und natürliche Konvektion
Abb. 1.3.1.1. Forcierte und natürliche Konvektion, Vor allem in der Industrie werden neben der Konvektionstrocknung die Vakuumtrocknung sowie Infrarot-, UV- oder Mikrowellenstrahlen eingesetzt.