Modul DRLL

Berechnung des Wärmeüberganges und des Druckverlusts bei der Strömung durch einseitiggedrallte und kreuzgedrallte Rohre

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Bei der Strömung von Flüssigkeiten und Gasen durch Rohre hängen Wärmeübergang und Druckverlust neben den Stoffwerten des Fluids und der Strömungsart maßgeblich von der Struktur der wärmeübertragenden Oberfläche ab.

Zur Verbesserung der Wärmeübertragung eignen sich Drallrohre, die für einen frühzeitigen laminar turbulenten Strömungsumschlag, für einen besseren Kondensatabfluss oder für eine gezielte Bildung von Flüssigkeitsfilmen sorgen.

Dabei nimmt der Wärmeübergang stärker zu als der Druckverlust, was zu kleineren Wärmetauschern und niedrigeren Betriebskosten führt.

Gleichzeitig weisen Drallrohre durch den Selbstreinigungseffekt eine geringere Verschmutzungsneigung auf.

Das Modul DRLL berechnet auf der Grundlage experimenteller Ansätze den Wärmeübergangskoeffizienten α [1] und den Widerstandsbeiwert ζ bzw. Druckverlust Δp [2] in durchströmten Drallrohren.

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Literatur

[1] Wärmeübergang in einphasig durchströmten Drallrohren, Wärmetechnische Information der hde Metallwerk GmbH, Menden, 1994

[2] Druckabfall bei Strömungen in einseitig- und kreuzgedrallten Rohren, Wärmetechnische Information der hde Metallwerk GmbH, Menden, 1992

Vergleichsrechnung für einen Wärmetauscher mit Glatt- bzw. Drallrohren

Drallrohre sind im Wärmetauscherbau einsetzbar, sofern es die Verschmutzungsneigung des Mediums zuläßt und bei der gestellten Aufgabe der Wärmeübergang in den Rohren verbessert werden soll.

Folgende Beispielrechnung zeigt die Unterschiede zwischen Drall- bzw. Glattrohren.

  • Wasser wird von 90°C auf 110°C mit 2 bar Dampf erwärmt.
  • Betrachtet wird ein Rohrregister mit 8 Reihen zu je 30 Rohren und 3 rohrseitige Durchgänge.
  • Verwendet werden Rohre mit Außendurchmesser ⌀ 13,5 x 0,7 mm.
  • Es besteht die Forderung von 15% Reserve, d.h. Leistungsziffer 1,15.

Die Berechnung wird mit dem Programmpaket AC und Modul DRLL als Erweiterung durchgeführt

Ergebnis:

Mit Drallrohren ergibt sich für den betrachteten Durchsatzbereich eine um 14% bis 17% kürzere Rohrlänge. Der Druckverlust ist geringfügig niedriger.

Für die endgültige Entscheidung muß ein Kostenvergleich durch Gegenüberstellung von Rohr- und Betriebskosten vorgenommen werden.

siehe auch:

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