Wärmeübergang und Druckverlust in längsdurchströmten Rohrbündelwärmeübertragern:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 19]
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| adam_text | Titel: Wärmeübergang und Druckverlust in längsdurchströmten Rohrbündelwärmeübertragern
Autor: Kim, Wee-Kyong
Jahr: 1994
INHALTSVERZEICHNIS V Inhaltsverzeichnis Formelzeichen VIII 1 Einleitung 1 1.1 Zielsetzung, Berechnungs- und Versuchsprogranun ....... 3 2 Theorie und Stand des Wissens 5 2.1 Druckverlust ............................ 5 2.1.1 Druckverlust in Rohrbündelwärmeübertragern ..... 5 2.1.2 Druckverlust im parallel durchströmten Bereich..... 6 2.2 Wärmeübergang.......................... 9 2.2.1 Wärmeübergang in Rohrbündelwärmeübertragern ... 10 2.2.2 Meßergebnisse in Rohrbündelwäxmeübertragern..... 13 2.2.3 Wärmeübergang im parallel durchströmten Bereich ... 17 3 Nusselt-Graetz Problem 24 3.1 Geometrie und Grundgleichungen................. 24 3.2 Gitternetz.............................. 26 3.3 Finites Differenzenverfahren.................... 29 3.4 Berechnung der Druckverlustbeiwerte .............. 31 3.5 Berechnung der Nusselt-Zahlen.................. 32 4 Ergebnisse des finiten Differenzen Verfahrens 35 4.1 Druckverlust ............................ 35 4.1.1 Geschwindigkeitsverteilung................ 35 4.1.2 Druckverlustbeiwert £ • Re ................. 37 4.1.3 Reibungsbeiwert an den Rohrwänden (( ? Re)a ..... 42 4.2 Wärmeübergang.......................... 44 4.2.1 Temperaturverteilung................... 44 4.2.2 Wärmeübergang in Bündelgeometrien.......... 47 4.2.3 Thermisch ausgebildete Strömung ............ 48
VI_ INHALTSVERZEICHNIS 4.2.4 Wärmeübergang im thermischen Anlauf......... 52 4.2.5 Korrelation......................... 57 5 Experimenteller Teil 59 5.1 Beschreibung der Versuchsanlage................. 59 5.2 Versuchswärmeübertrager..................... 60 5.3 Druck- und Temperaturmessungen................ 65 5.4 Messung des Volumenstroms ................... 68 5.5 Versuchsdurchführung....................... 68 5.6 Meßprinzip und Auswertung.................... 69 5.7 Fehlerabschätzung......................... 72 6 Meßergebnisse und Diskussion 74 6.1 Ergebnisse der Druckverlustmessungen.............. 74 6.1.1 Druckverlustverteilung................... 74 6.1.2 Druckverlustbeiwert im parallel durchströmten Bereich 75 6.1.3 Druckverlustbeiwert im Stutzenbereich.......... 79 6.1.4 Berechnung des gesamten Druckverlustes ........ 83 6.2 Ergebnisse der Wärmeübergangsmessungen........... 86 6.2.1 Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten cxr im Rohr 86 6.2.2 Einfluß des Wärmeübergangs im Stutzenbereich der Doppelrohrwärmeübertrager ............... 88 6.2.3 Einfluß der Stutzenanordnung und der Stutzenform . . 91 6.2.4 Einfluß des Wärmeübergangs im Stutzenbereich der Rohrbündelwärmeübertrager............... 93 6.2.5 Einfluß der Apparatelänge................. 95 6.2.6 Einfluß des Rohrabstandes................. 99 6.2.7 Vergleich mit den bekannten Korrelationen.......101 6.2.8 Einfluß des Rohrdurchmessers...............103 6.2.9 Korrelation zur Beschreibung des Wärmeübergangs in Rohrbündelwärmeübertragern...............107
INHALTSVERZEICHNIS VII 7 Zusammenfassung 112 7.1 Laminare Strömung ........................112 7.1.1 Druckverlust........................112 7.1.2 Wärmeübergang......................113 7.2 Turbulente Strömung........................114 7.2.1 Druckverlust........................114 7.2.2 Wärmeübergang......................115 A Modellentwicklung 118 A.l Querschnittsgeometrie.......................118 A.2 Entwicklung des Modellsystems..................120 A.3 Thermisch ausgebildete Strömung.................124 A.4 Thermischer Anlauf........................127 A.4.1 Wärmeübergang im thermischen Anlauf beider Bündel . 127 A.4.2 Wärmeübergang im thermischen Anlauf eines Bündels . 129 A.5 Korrelation für heterogene Systeme................130 B Berechnungsergebnisse 132 C Experimenteller Teil 139 C.l Stoffwerte von Wasser.......................139 C. 2 Geometrie der Rohrbündelwärmeübertrager...........140 D Meßergebnisse 142 D. l Korrektur des Druckverlustes...................142 D.2 Vergleich mit der Korrelation nach Rehme............143 D.3 Meßwerttabellen der Druckverlustmessungen ..........144 D.3.1 Druckverluste der Apparate mit 8 Meßstellen......145 D.3.2 Druckverluste der Apparate mit 2 Meßstellen......147 D.4 Wärmeübergangsmessungen....................149 D.4.1 Diagramme.........................149 D.4.2 Tabellen...........................152 Literatur 172
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