Zum Einsatz polymerbasierter Werkstoffe in Mehreffekt-Verdampfern für die Meerwasserentsalzung:
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Aachen
Shaker
2011
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INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS V
1 EINLEITUNG 1
1.1 ENTWICKLUNG DER METALLPREISE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE THERMISCHE
MEERWASSERENTSALZUNG 2
1.2 ZIEL DER ARBEIT UND LOESUNGSWEG 4
2 STAND DER TECHNIK 7
2.1 MEHREFFEKT-VERDAMPFUNG ZUR MEERWASSERENTSALZUNG (MED) 7 2.1.1
PROZESSBESCHREIBUNG 7
2.1.2 GAENGIGE WERKSTOFFE UND ROHRBUENDELGEOMETRIEN 9
2.2 BELAGBILDUNG AUF VERDAMPFERROHREN IN MED-ANLAGEN 11 2.2.1 ZEITLICHER
VERLAUF DES FOULINGWIDERSTANDS 12
2.2.2 HAUPTBESTANDTEILE DER BELAEGE 14
2.2.3 MASSNAHMEN ZUR VERMINDERUNG DER BELAGBILDUNG 14
2.3 POLYMER-KOMPOSITE ERHOEHTER WAERMELEITFAEHIGKEIT 16
2.4 WAERMEUEBERTRAGER AUS POLYMER- UND POLYMER-KOMPOSIT-WERKSTOFFEN 24
2.4.1 POLYMER-WAERMEUEBERTRAGER 24
2.4.2 POLYMER-WAERMEUEBERTRAGER IN ANWENDUNGEN MIT VERDAMPFUNG UND
KONDENSATION 26
2.4.3 WAERMEUEBERTRAGER AUS KOMPOSIT-WERKSTOFFEN 28
3 WAERME- UND STROEMUNGSTECHNISCHE AUSLEGUNG VON HORIZONTALROHR-
RIESELFILMVERDAMPFERN 30
3.1 FLUIDDYNAMIK 30
3.2 WAERMEUEBERTRAGUNG 34
3.2.1 WAERMEUEBERGANG AUF DEN ROHRAUSSENSEITEN 35
3.2.2 WAERMEUEBERGANG AUF DEN ROHRINNENSEITEN 36
3.3 DRUCKVERLUSTE **....**.......*... 44
- I-
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1017523002
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.1 ROHRINNENSEITEN 44
3.3.2 ROHRBUENDEL 46
3.3.3 TROPFENABSCHEIDER 48
4 MODELLIERUNG VON MED-ANLAGEN 52
4.1 MODELLIERUNG EINER 10-STUFIGEN MED-ANLAGE 52
4.2 GEOMETRIE DER ROHRBUENDEL 54
4.3 WAERMEUEBERTRAGUNG 55
4.4 DRUCKVERLUSTE 59
5 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 63
5.1 WERKSTOFFAUSWAHL 63
5.1.1 AUSWAHL DER MATRIXWERKSTOFFE 63
5.1.2 AUSWAHL DER FUELLSTOFFE 68
5.2 MESSUNG DER WAERMELEITFAEHIGKEIT 70
53 UNTERSUCHUNGEN IN DER TECHNIKUMSANLAGE 71
5.3.1 UNTERSUCHUNGEN ZUR FLUIDDYNAMIK 74
5.3.2 UNTERSUCHUNGEN ZUM WAERMEDURCHGANG 75
5.3.3 UNTERSUCHUNGEN ZUR BELAGBILDUNG 78
5.4 CHARAKTERISIERUNG DER BELAEGE 80
5.4.1 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE UND ENERGIEDISPERSIVE
ROENTGENSPEKTROSKOPIE 80 5.4.2 ATOMABSORPTIONSSPEKTROMETRIE 82
6 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN 83
6.1 WAERMELEITFAEHIGKEIT 83
6.2 FLUIDDYNAMIK 89
6.3 WAERMEDURCHGANG 96
6.4 BELAGBILDUNG 102
6.4.1 RAUHEIT DER VERSUCHSROHRE 102
- I I-
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6.4.2 BELAGBILDUNG AUF ROHREN AUS KUPFER-NICKEL 90/10 102
6.4.3 BELAGBILDUNG AUF ROHREN AUS UNGEFUELLTEM POLYETHYLEN HOHER DICHTE
104 6.4.4 BELAGBILDUNG AUF ROHREN AUS POLYMER-KOMPOSIT-WERKSTOFFEN 105
6.4.5 CALCIUM-UND MAGNESIUMGEHALT DER BELAEGE 108
7 AUSLEGUNG GROSSTECHNISCHER MED-ANLAGEN 112
7.1 TECHNISCHE GESTALTUNG VON MED-ANLAGEN 112
7.1.1 AUSLEGUNG EINER 10-STUFIGEN METALLISCHEN REFERENZANLAGE 112 7.1.2
AUSLEGUNG EINER MED-ANLAGE MIT POLYMERBASIERTEN VERDAMPFERROHREN... 116
7.1.3 VERGLEICH VON REFERENZ- UND KOMPOSITANLAGE 120
7.2 WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNGEN 125
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 132
9 ANHANG 137
10 LITERATURVERZEICHNIS 141
-III-
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