Wärmeübergang an ein gekühltes Rohr im Lichtbogenplasma

Zur Klärung der Wärmeübergangsprobleme von Plasmen an gekühlte, feste Wandungen wurden an wassergekühlten Rohren, die sich in Lichtbogenentladungen befanden, kalorimetrische Messungen im Beharrungszustand durchgeführt. Als Lichtbögen wurden sowohl freibrennende als auch wasserstabilisierte Kohlestrombögen benutzt. Die spektroskopisch gemessenen Plasmatemperaturen erreichten Werte bis 13000°K; die an die Oberfläche des Kalorimeterrohres übergehenden Wärmestromdichten lagen zwischen 1x10^6 und 100x10^6 W/m^2. Wie eine Überschlagsrechnung zeigt, wird bei Wärmestromdichten über 25x10^6 W/m^2 die Existenz einer klassischen Temperaturgrenzschicht fragwürdig, da die Grenzschichtdicke in die Größenordnung der freien Weglänge kommt. Es wird vorgeschlagen, den Wärmeübergang auf Enthalpiedifferenzen zu beziehen und mit einem Stoffaustauschvorgang zu erklären.