Grundlagen und Theorie von AnTherm
Graphische Darstellung der Wärmeströmung
Da die Muster der Wärmeströme in einer Wärmebrücken natürlich wesentlich
komplexer als unidirektionaler Fluss durch eine ebene Komponente sind, bieten
die graphischen Illustrationen unmittelbar kritische Informationen.
Wärmestrom Diagramm |
Eine Methode der Visualisierung eines zweidimensionalen
Wärmeflusses ist die Verfolgung der Flussrichtung (Vektoren) durch den
Bauteil und aufzeichnen der Linien in vordefinierten Intervallen. Der
Bereich zwischen zwei solchen Linien entspricht der Wärmemenge welche durch
den Intervall bestimmt ist (z.B. bei 10 Intervallen entspricht der
Wärmestrom zwischen zwei Linien 10% des Wärmestroms aus bzw. zu der
Oberfläche des gewählten Raumes). Je dichter die Linien eine einem Region
des Diagramms zusammenfallen, desto höher ist der Wärmestrom durch dieses
Bereich. Sodann kann ein anstieg im Wärmestromverlusten (und vermutlich auch
kältere Oberflächenpunkte) auf einfache weise identifiziert werden.
Da eine derartige Darstellung lediglich zweidimensionale aussagen
erlaubt, können dreidimensionalen Wärmeströmungsmuster so nicht dargestellt
werden. Aus diesem Grund erlaubt die dreidimensionale Darstellung lediglich
die Sicht auf eine Stromlinie durch ein
beliebig gewähltes Punkt.
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Isothermen |
Eine zweite häufig angewendete Methode zur Visualisierung
des Wärmeflusses besteht in der Darstellung der Temperaturverteilung im
Bauteil als Isothermen, d.h. durch das hervorheben der Linien der gleichen
Temperaturen in vorgegebenen Intervallen. Die Isothermen liegen immer
orthogonal (senkrecht) zur Richtung des Wärmestroms und so liefert die
Darstellung eine "Umkehrung" des Wärmestrommusters (dichter liegende
Isothermen kennzeichnen ebenfalls Bereiche der erhöhten Wärmströmung).
Da die Isothermen einen zweidimensionalen Schnitt durch die
Temperaturverteilung anbieten, kann diese Methode zur Darstellung der
ausgewählten Teile in den dreidimensionalen Situationen bequem und
aussagekräftig angewendet werden (auf Oberflächen oder
Schnittebenen).
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Wärmestromdichte Diagramm |
Eine weitere Methode besteht in der Darstellung der Verteilung von
Wärmestromdichten im
Bauteil - z.B. als farbige Darstellung der Werte auf
Oberflächen oder
Schnittebenen, oder als Isolinien der gleichen
Wärmestromdichte. Die
Darstellung liefert überschaubare Wärmestrom-Dichtemuster zur leichten Identifikation der Bereiche der erhöhten Wärmströmung.
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Isoflächen |
In dreidimensionalen Situationen stellen Isoflächen eine
wertvolle Darstellungsalternative zu Isolinien dar.
Ähnlich der Isothermen ist eine Isofläche geeignet zum Hervorheben der Fläche der gleichen Temperatur um die
unregelmässigkeiten der Verteilung des Temperaturfeldes im
Bauteilinneren in 3D zu beurteilen. Die Isofläche des Temperaturfeldes liegt immer orthogonal (senkrecht) zur Richtung
des Wärmestroms und so liefert die Darstellung eine "Umkehrung" des Wärmestrommusters.
Wird eine Isofläche gleicher Werte der Wärmestromdichte
dargestellt, so werden damit z.B. die Bereiche hoher Wärmestromdichten sichtbar womit Identifikation von konstruktiven,
geometrischen oder baustoffbedingten Schwachstellen der Bauteilkonstruktion im dreidimensionalen Ansichten möglich ist.
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