Was ist ein Fluid?
Einfach gesagt ist ein "Fluid" ein Stoff, der fließen kann. Sowohl Flüssigkeiten als auch Gase zählen zu den Fluiden.
Kompressible und Inkompressible Fluide
Man unterscheidet zwei großen Gruppen bei den Fluiden, den inkompressiblen und kompressiblen Fluiden. Inkompressible Fluide können nicht zusammengedrückt (komprimiert) werden. Kompressible Fluide können unter Ausübung eines Drucks zusammengedrückt werden und erhöhen dabei Ihre Dichte.
Inkompressible Fluide
Inkompressible Flüssigkeiten sind z.B. Flüssigkeiten wie Wasser oder Öl. Diese Stoffe werden bei Ausübung eines Drucks ihre Dichte nicht maßgeblich verändern und sind daher inkompressibel, das heißt sie können nicht komprimiert bzw. zusammengedrückt werden. In Wirklichkeit jedoch sind selbst diese Stoffe geringfügig kompressibel, das heißt sie können mit sehr hohem Druck auch komprimiert werden, dies kann jedoch in den meisten Fällen vernachlässigt werden, da die dafür notwendigen Drücke sehr hoch sind.
Kompressible Fluide
Gase zählen zu den kompressiblen Fluiden. Gase werden unter Anwendung eines Drucks zusammengedrückt und erhöhen Ihre Dichte, das heißt sie werden komprimiert.
Bedeutung für Wärmetauscher
Bei Wärmetauscher kommen sowohl inkompressible (z.B. Wasser, Thermoöl, Solen) als auch kompressible Fluide (Abgas, Luft) zum Einsatz. In den meisten Fällen können jedoch gewisse Vereinfachungen gemacht werden, um Wärmetauscher leichter berechnen zu können.
So kann z.B. bei der Berechnung eines Abgaswärmetauschers in der Regel die Kompressibilität des Abgases vernachlässigt werden, da die Erhöhung der Dichte durch Kompression, z.B. bei einem Druckverlust von 200 Pa in einem Wärmetauscher, nur ca. ein 1/500, also nur 0,2% beträgt. Nur bei sehr hohen Druckverlusten, die jedoch bei normalen Wärmetauschern nicht erreicht wird, ist die Berücksichtigung der Kompressibilität notwendig.