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Update:  12.10.2021

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Alles zum Thema Werkstoffe – ihre Eigenschaften, Prüfung und Anwendung übersichtlich und gut erklärt




Dieses Lehrbuch führt in die Allgemeine Metallkunde ein, sowie die Grundlagen für die gesamte Materialwissenschaft und Werkstofftechnik.




Menue
Stoffdaten



Stoffdaten von verschiedenen Materialien

Stoffdaten - Wasser

Stoffdaten von Wasser in Abhängigkeit der Temperatur bzw. des Frostschutzmittelanteils.

- Wasser
- Seewasser
- Wassergemisch mit Frostschutzmittel



Stoffdaten - Motorenöl - Dieselkraftstoff

Stoffdaten von Motorenöl und Dieselkraftstoff in Abhängigkeit der Temperatur.

- Motorenöl SAE30
- Motorenöl SAE40
- Dieselkraftstoff



Stoffdaten - Gase

Stoffdaten von folgenden Gasen in Abhängigkeit der Temperatur und des Drucks.

- Abgas für Dieselmotor
- Trockene Luft



Gaskonstante - Isentropenexponent - Molare Masse

- Gaskonstante
- Isentropenexponent
- Molare Masse






Wärmeleitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit λ beschreibt den Transport von Wärme durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.
Die Einheit gibt an, welche Wärmemenge in Watt pro Stunde oder J/s, durch 1 m² eines 1 m dicken Materials, bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin (1 K ~ 1 °C) übertragen wird.
Die Wärmeleitfähigkeit ist eine materialabhängige Stoffeigenschaft, die sich über folgende Gleichung berechnen lässt:

Wärmeleitfähigkeit

λ = Wärmeleitfähigkeit (W/(m*K))
ρ = Dichte (kg/m3))
cp = spez. Wärmekapazität (J/(kg*K)
a = Temperaturleitfähigkeit (m2/s)


- Wärmeleitfähigkeit Metall
- Wärmeleitfähigkeit Flüssigkeiten
- Wärmeleitfähigkeit Gase
- Wärmeleitfähigkeit Isolierung, Mauerwerk, Sonstiges



Wärmeübergangskoeffizient - Wärmeübergangszahl

Der Wärmeübergangskoeffizient α (h) beschreibt den konvektiven Wärmeübergang von einem Festkörper auf ein strömendes Fluid (Gas bzw. Flüssigkeit) oder umgekehrt.
Er stellt den Wärmestrom dar, der auf 1 m2 Wandfläche je Kelvin Temperaturgefälle übergeht (W/(m2)*K).
Er wird von vielen Größen beeinflusst, wie
- von physikalischen Eigenschaften des strömenden Stoffes
- von der Art der Strömung (laminar oder turbulent) und der Strömungsgeschwindigkeit,
- von der geometrischen Gestaltung und den geometrischen Abmessungen des um- oder durchströmten Körpers,
- von der geometrischen Oberflächenbeschaffenheit (glatt, rau)

- Wärmeübergang von Flüssigkeiten
- Wärmeübergang von Gasen
- Berechnungsformeln für Wärmeübergang



Wärmekapazität

Die spezifische Wärmekapazität cp oder kurz spezifische Wärme eines Stoffes, gibt an, welche Energie man einer bestimmten Masse eines Stoffes zuführen muss, um seine Temperatur um ein Kelvin zu erhöhen (J/(kg*K)).

- Wärmekapazität von Flüssigkeiten
- Wärmekapazität von Gase und Dämpfe
- Wärmekapazität von Metalle
- Wärmekapazität von Mauerwerkstoffe - Gestein - Holz - Isolierung - Sonstiges



Wärmeausdehnung

Unter Wärmeausdehnung α versteht man die Änderung der geometrischen Abmessungen eines Körpers, hervorgerufen durch eine Veränderung der Temperatur.
Er gibt an, um welche Längendifferenz ΔL im Verhältnis zur Gesamtlänge L, sich ein fester Körper bei einer Temperaturänderung ΔT von genau einem Kelvin ändert (1/K).

- Wärmeausdehnung von Stahlwerkstoff
- Wärmeausdehnung von Kupferwerkstoff
- Wärmeausdehnung von Kunststoff
- Wärmeausdehnung von Aluminium
- Wärmeausdehnung von Sonstigen Werkstoffen
- Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten



Temperaturleitfähigkeit u. Wärmeeindringkoeffizient

Die Temperaturleitfähigkeit a oder Temperaturleitzahl, ist eine Materialkonstante, die zur Beschreibung der zeitlichen Veränderung der räumlichen Verteilung der Temperatur durch Wärmeleitung als Folge eines Temperaturgefälles dient.

Der Wärmeeindringkoeffizient b ist ein werkstoffspezifischer Kennwert aus der Thermodynamik.
Werden zwei Körper unterschiedlicher Temperatur miteinander in Kontakt gebracht, so stellt sich an der Berührungsfläche die Kontakttemperatur ein.
Sie ist abhängig von den Wärmeeindringkoeffizienten "b" beider Stoffe.

- Temperaturleitfähigkeit u. Wärmeeindringkoeffizient von Metallen
- Temperaturleitfähigkeit u. Wärmeeindringkoeffizient von sonstigen Stoffen





Reibwerte

Der Reibungskoeffizient, auch Reibungszahl genannt, ist eine Größe der Dimension Zahl für das Verhältnis der Reibungskraft zur Anpresskraft zwischen zwei Körpern.

- Haftreibwerte
- Haftreibwerte in Abhängigkeit verschiedener Parameter
- Gleitreibwerte
- Rollreibung - Ladungssicherung



Strahlungswärme - Emissionsgrad

Der Emissionsgrad ε ist das Maß für die spezifische Wärmestrahlung eines Körpers, den dieser im Verhältnis zu einem idealen Wärmestrahler, dem schwarzen Körper, unter gleichen Temperaturbedingungen abgibt.

- Emissionsgrad verschiedener Oberflächen und Werkstoffe



Elektrochemische Spannungsreihe

Das Standardpotential gibt dir Informationen darüber, wie hoch die Kraft einer Elektrode ist, Elektronen anzuziehen. Somit kannst du aus der Spannungsreihe das Redoxverhalten eines Stoffes ableiten und vorhersagen, ob und in welche Richtung die Redoxreaktion bei Standardbedingungen abläuft.
Das Redoxpotenzial ist ein Maß für die Fähigkeit eines Teilchens, Elektronen abzugeben. Unedle Metalle wie Zink haben ein hohes Redoxpotenzial, edle Metalle wie Kupfer ein niedriges.

- Spannungsreihe von verschiedenen Werkstoffen



Akustik - Schaldämmmaß - Absorptionsgrad - Schallgeschwindigkeit

Das Schalldämmmaß R ist ein logarithmisches Maß und beschreibt das Vermögen eines Bauteils oder Übergangs zwischen zwei schallführenden Bauteilen oder Medien, den Schall zu dämmen.
Der Absorptionsgrad α gibt an, welcher Teil der Leistung einer auftreffenden Welle von einer Fläche absorbiert, d. h. aufgenommen, wird.
Die Schallgeschwindigkeit c ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen in einem Medium fortpflanzen.

- Schalldämm-Maß einer Wand
- Schalldämm-Maß einer Decke
- Absorptionsgrad von Baumaterial
- Absorptionsgrad von Personen
- Luft - Schallleistungs-Dämpfungskonstante
- Schallimpedanz verschiedener Materialien
- Schallgeschwindigkeit von Feststoffen - Flüssigkeiten - Gase



Wasserhärte - ph Wert

Der Begriff Wasserhärte beschreibt den Anteil von Kalzium und Magnesium im Wasser.
Die Wasserhärte wird europaweit über die Summe der im Wasser gelösten Kalzium- und Magnesiumverbindungen in Millimol je Liter definiert.
Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung.

- Wasserhärte
- ph Wert von Wasser



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