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Heat Transfer: Lessons with Examples Solved by MATLAB

Autor: Shih, Tien-Mo

Als Inhaber eines Ingenieurbüros für Thermodynamik, Strömungsmechanik und Chemische Reaktionstechnik haben meine Mitarbeiter und ich schon zig-tausende Zeilen Code in Matlab geschrieben, um alle Arten von Wärmeübertragungsproblemen zu lösen. Dennoch habe ich das Buch gerne gekauft – man weiß ja nie. Irgendeinen Trick lernt man immer.

Prof. Tien-Mo Shih von der University of Maryland in den USA ist Experten auch als Autor eines Standardwerks über Numerik der Wärmeübertragung bekannt. Das Buch „Heat Transfer – Lessons with examples solved by Matlab“ (also Wärmeübertragung mit Beispielen in Matlab) zielt eindeutig auf seine Studenten, die bei ihm Vorlesungen besuchen. Es fängt bei den Grundlagen an und geht dann weiter in komplexere Themen der Wärmeübertragung. Dabei bleibt es aber sehr nah an den wirklich elementaren Themen, insbesondere weil es in der Didaktik auch darum geht, die Probleme mit Matlab zu lösen.

Beispiele, die Tien-Mo Shih erklärt, umfassen u.a.

  • Grundgesetze der Wärmeübertragung (Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung)
  • Wärmeleitung in einem Stab
  • Wärmeleitung in einer Platte
  • Wärmeübertragung durch Rippen
  • Zweidimensionale Wärmeleitung, z.B. in einem isolierten Zylinder
  • „Lumped Capacitance Models“
  • Erzwungene Konvektion, sowohl dimensionsbehaftet als auch dimensionslos
  • Freie Konvektion und Auftrieb
  • Turbulente Wärmeübertragung und Strömungsberechnung
  • Auslegung eines Wärmetauschers

Dabei achtet der Autor drauf, die Beispiele „mitten aus dem Leben“ zu nehmen. So erklärt er mit Hilfe von Matlab die Fälle, die in jedem Verfahrenstechnik-Studium vorkommen: Abkühlung einer Tasse Kaffee mit und ohne Milch, Abkühlen einer Dose Cola, Berechnung Rohrbündelwärmetauscher, Vertiefungen auf einem Golfball usw.

Das Buch ist für Anfänger gut. Auch für Fortgeschrittene, die ein bestimmtes Thema noch nie mit Matlab berechnet haben, ist es eine gute Hilfe, da eine Musterlösung dabei ist.

Schade ist, dass in fast allen Beispielen zu viel vorgegeben ist (im „richtigen“ Leben muss man sich z.B. Wärmeübergangskoeffizienten erst berechnen). Aber das ist sicher dem Umstand geschuldet, dass das Buch für Studenten im Grundstudium geschrieben ist. Auch würde ich die Musterlösungen bei meinen Ingenieuren kritisieren: es fehlen fast überall die Einheiten, und der Code ist schlecht kommentiert.

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