Kann Software den fachkundigen Ingenieur ersetzen?
„Do what I mean“: diese Anforderung an Berechnungssoftware klingt verlockend. Es bedeutet die Minimierung der Vorgabewerte durch standardisierte Vorgabewerte; doch Vorsicht! Ist darin nicht die fehlende Fachkompetenz des Anwenders verborgen.
Ein bedingungsloses Vertrauen in eine Berechnung, die man „Anderen“ überlässt, sollte nicht zur kritiklosen Akzeptanz der Ergebnisse führen, da dies das wichtige „Vier Augen Prinzip“ umgehen würde. Jeder Ingenieur muss wissen, dass ER die Schnittstelle zum Programm bildet und mit seinem Fachwissen das Ergebnis beurteilen muss, aber auch in jede Richtung beeinflussen kann.
Für die Berechnung von Rohrbündel-WT wird eine Vielzahl von Software angeboten. Die hydraulischen und thermischen Zusammenhänge sind bekannt und z.B. im VDI-Wärmeatlas veröffentlicht. Die auf Messdaten beruhenden Wärmeübergangsgleichungen für die Rohr- und Mantelseite beschreiben den Wärmeübergang recht genau. Die Genauigkeit der hydraulischen und wärmetechnischen Berechnung eines kompletten Rohrbündeltauschers wird mit +- 15% angegeben, was auch für das LV Programm WTS gilt. Indem die Eingabewerte vom Programm überprüft werden, Meldungen auf Grenzwerte hinweisen, erhält der Anwender stets einen funktionsfähigen Tauscher. Doch bewegt er sich am Optimum? Warnungen wie „Fenstergröße zu klein“ sollten aber im ersten Schritt unbedingt beachtet werden. Erst die Erfahrung erlaubt die Interpretation von Hinweisen und Ergebnisse zu optimieren.
Es gibt Dinge, für die der Anwender allein verantwortlich ist
Verschmutzungfaktoren
Wärmetauscher, bei denen eine Verschmutzung auftritt, werden mit einem Foulingfaktor ausgelegt. Dieser Faktor wird so gewählt, dass der Tauscher am Ende der Mindestlaufzeit die notwendige Leistung bringt. Foulingfaktoren haben einen großen Einfluss auf den Wärmeübergang und können eine Flächenvergrößerung von bis zu 50% bewirken. Das übertrifft bei weitem die Genauigkeit der wärmetechnischen Berechnung. In vielen Fällen hat der Betreiber diese Faktoren für seine Anwendungen aus Betriebsdaten selbst ermittelt und überlässt es nicht dem Anbieter.
Stoffeigenschaften
Den größten Einfluss hat die Viskosität, insbesondere bei der Abkühlung von höher viskosen Medien. Wird ein mantelseitiges Schweröl mit relativ kaltem Kühlwasser gekühlt, so kann sich im Bündel ein Bereich bilden, in dem die Viskosität so hoch ist, dass das Medium aus dem Bündel verdrängt wird und über den Spalt zwischen Bündel und Mantel fließt und nicht mehr am Wärmeaustausch teilnimmt. Das sollte man nur wissen.
Bypass Ströme im Rohrbündeltauscher
Wie berechnet – so muss gebaut werden
Werden die rechnerisch ermittelten Abmessungen nicht in die endgültigen konstruktiven Ausführung übernommen, so kann der Tauscher im schlimmsten Fall nicht die gewünschte Leistung bringen. Dies gilt vor allem für die Abmessungen der Mantelseite, wie die Gestaltung des Rohrspiegels und der Umlenkbleche. Die Mantelseite bestimmt durch den größeren Widerstand oft die Tauschergröße.
Schwingungen
Mit der hydraulischen Auslegung ist die Tendenz zu Schwingungen verbunden, die am Bündel des Tauschers auftreten können und zu Schadensfällen führen. Hier ist die Entscheidung des Ingenieurs zweifach gefordert, denn die Vermeidung von Schwingungen greift in die Geometrie der Mantelseite ein und beeinflusst dadurch den Wärmeübergang. Das LV Programm WTS überprüft durch rigorose Betrachtung aller Bündelbereiche einen anstehenden Handlungsbedarf, der Ingenieur muss die notwendigen Änderungen in die Auslegung einfließen lassen.
LV-Software und ein erfahrener Ingenieur bilden ein erfolgreiches Team
Lauterbach Verfahrenstechnik entwickelt Software im Bereich Verfahrenstechnik und Apparatebau. Der Grundgedanke, auch spezielle Lösungen kostengünstig anzubieten, ist durch das 1978 erstellte Konzept des Baukastensystem ATLAS möglich, so dass neben Standardsoftware auch Unikate wie z.B. Kundenprogramme unter Einbeziehung des speziellen Firmenwissens rasch umgesetzt werden können.
Die Berechnung aller von LV angebotenen Tauschertypen können verfahrenstechnisch und gleichzeitig, über eine Schnittstelle zur Festigkeit mechanisch nach AD / ASME / Euronorm ausgelegt werden. Somit bleiben die einheitliche Programmbedienung und das Erscheinungsbild in der Dokumentation erhalten. Eine wesentliche europäische Vorgabe, die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse durch Darstellung der verwendeten Gleichungen und Grafiken (Traceability) ist für den Kunden gewährleistet.
Unser Ziel ist, den Anwender mit geeigneten Software-Werkzeugen (Tools) zu unterstützen. Der richtige Umgang mit den Freiheiten, die eine vielseitige Software bietet und die das Ergebnis optimal beeinflussen kann, erfordert Erfahrung; diese Erfahrung ist durch viele Projekte bzw. durch praxisnahe Seminare zu gewinnen.
Jeder Anwender kann somit optimale Berechnungsergebnisse erzielen.
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