Wärmeübertrager

Legen Sie einen Doppelrohr-, Rohrbündel- oder gedichteten Plattenwärmeübertrager aus oder rechnen Sie ihn nach: Wärmestrom, Austrittstemperaturen, Wärmeübergangskoeffizienten, Fläche und Druckverluste — mit den durchströmenden Stoffströmen, nach Temperatur eingefärbt.

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EINGABE°C · kg/s · mm

1 · Heißer Stoffstrom Fluid

Einlass [°C] Durchfluss [kg/s]

Verschmutzung [m²K/W]

2 · Kalter Stoffstrom Fluid

Einlass [°C] Durchfluss [kg/s]

Verschmutzung [m²K/W]

3 · Haarnadeln

Innenrohr Außenrohr

Schenkellänge [m] ein gerader Schenkel Haarnadeln

Im Innenrohr Durchfluss

Parallele Stränge 1 = alle in Reihe Aufteilen in Stränge

Rohrwerkstoff Stutzen Ringspalt

Beispielwerte. Stoffwerte aus den Tabellen des VDI-Wärmeatlas, oder geben Sie Ihr eigenes Medium ein.

WÄRMESTROM273.4 kW

GESAMT-U846 W/m²K

FLÄCHE5.12 m²

AUSTRITTE92.6 · 85.4 °C

STRÖMUNG · LIVE

TEMPERATURVERLAUF IM WÄRMEÜBERTRAGER

Wasser bei 140 °C bleibt nur oberhalb von 3.62 bar(a) flüssig — halten Sie den Systemdruck darüber.

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SO WIRD GERECHNET · MIT IHREN ZAHLEN

Schritt für Schritt, mit Ihren Zahlen

01
Gleichgewicht████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
02
Auflagerkräfte████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
03
Querkraft████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
04
Biegemoment████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
05
Durchbiegung████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
06
Spannung████ ██ ███████ · ██████ = ██.██

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Quellen: VDI Heat Atlas 2nd ed. (2010) — G1, G2 (Gnielinski), N6 (Martin) und die Stofftabellen aus D2 und D4; Serth & Lestina, Process Heat Transfer 2nd ed. (2014), Kap. 4–6 (Haarnadeln, Delaware-Verfahren); Shah & Sekulić, Fundamentals of Heat Exchanger Design, Kap. 3 (ε-NTU, F); Kakaç et al., Heat Exchangers 3rd ed. (2012), Kap. 7, 9, 11.

ANNAHMEN & GRENZEN

Stationärer Zustand, keine Wärmeverluste an die Umgebung, einphasige Medien (kein Sieden oder Kondensieren).
Stoffwerte bei der mittleren Temperatur jedes Stoffstroms (Tabellen des VDI-Wärmeatlas oder Ihre Werte); die Wandtemperatur aus den Filmwiderständen korrigiert die Veränderlichkeit der Stoffwerte.
Ein Wärmedurchgangskoeffizient für den gesamten Wärmeübertrager; Foulingwiderstände wie eingegeben, auf der jeweils zugehörigen Seite.
Effektivität-NTU-Beziehungen für die Stromführung (Shah & Sekulić Kap. 3); F = ΔT_m / ΔT_lm,counter.
Innenrohr: Gnielinski, VDI G1. Ringspalt: Gnielinski, VDI G2, Wärmeübergang durch das Innenrohr, Außenrohr isoliert. Jede Haarnadel zählt als neue Einlauflänge von 2 × Schenkellänge. G2 bezieht α im Ringspalt auf den hydraulischen Durchmesser D − d; ältere Werke, die den äquivalenten Durchmesser nach Kern verwenden, ergeben einen niedrigeren Koeffizienten im Ringspalt.
Druckverlust: gerades Rohr (Darcy, Konakov), 1.2 Geschwindigkeitshöhen je Umlenkbogen (1.5 laminar) und im Ringspalt 1.5 Geschwindigkeitshöhen der Stutzen je Haarnadel, sofern eine Stutzengröße angegeben ist (Serth Gl. 4.A.5–4.A.8).

HAFTUNGSAUSSCHLUSS · Nur für Ausbildung und Vorbemessung. Die Ergebnisse müssen vor der Verwendung in der Bemessung von einem qualifizierten Ingenieur geprüft werden.

ÜBER DIE KORRELATIONEN HINAUS

Fehlverteilung im Mantelraum, Rohrschwingungen, Spannungen in Rohrboden und Stutzen, thermische Ermüdung — wir modellieren Wärmeübertrager mit CFD und FEA.

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