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EMbaffle® Wärmeaustauschertechnologie

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Innovative Wärmetauscher

  • 1783 Accesses

Zusammenfassung

Im Gegensatz zu herkömmlichen segmentierten Umlenkblechen bietet das EMbaffle® Wärmetauscher-design mit Streckmetall-Gitterumlenkblechen einen extrem niedrigen Druckverlust und verhindert Vibrationen. Neben der mechanischen Unterstützung der Rohre verbessert es auch die mantelseitigen Strömungseigenschaften und fördert so die Wärmeübertragung. Das Streckmetallgitter ist konzeptionell so ausgelegt, dass es als Turbulenzförderer wirkt, da Änderungen der Geometrie und der Einfluss auf die turbulente kinetische Energie durch CFD-Analysen leicht verfolgt werden können. Zwei Konstruktionsbeispiele geben einen endgültigen Eindruck von der Anwendbarkeit in der Industrie.

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Abbreviations

a 1 :

Ablagerungskonstante (1/h)

a 2 :

Unterdrückungskonstante (m2 K/J Pa)

A :

Wärmeübertragungsfläche (m2)

A B :

Wehrfläche (m2)

A EM :

EMbaffle-Raster projizierte Fläche (m2)

A R :

Ringfläche (m2)

A s :

Durchflussfläche des Mantels (m2)

C :

Rohröffnungskonstante

C cl :

Kosten der Reinigung (US$/Einheit)

C E :

Kosten der Energie (US$/J)

C L :

Geometrische Funktion der laminaren Wärmeübertragung

C T :

Geometrische Funktion der turbulenten Wärmeübertragung

D h :

Charakteristischer Durchmesser für Nu und Reh (m)

D I :

Innendurchmesser des Mantels (m)

D P :

Charakteristischer Durchmesser für ReP (m)

D S :

Innendurchmesser der Schale (m)

D T :

Außendurchmesser des Rohrs (m)

E :

Elastizitätsmodul des Rohrmaterials (Pa)

E n :

Aktivierungsenergie (J/mol)

f F :

Fanning-Reibungsfaktor

F t :

Korrekturfaktor in Abhängigkeit von Geometrie und Temperaturen

f N :

Eigenfrequenz (Hz)

g c :

Umrechnungskonstante

h :

Filmübergangskoeffizient (W/m2 K)

h i :

Innerer Wärmedurchgangskoeffizient (W/m2 K)

h o :

Äußerer Wärmedurchgangskoeffizient (W/m2 K)

HTC:

Wärmeübertagungskoeffizient (W/m2 K)

I :

Trägheitsmoment des Rohres (m4)

K b :

Hydraulischer Verlustkoeffizient der Stromstörer

L :

Freitragende Rohrspannweite (m)

L t :

Rohrlänge (m)

LWD:

Langer Weg der Raute (m)

N B :

Anzahl der Umlenkbleche

N C :

Anzahl der Reinigungsereignisse

N T :

Anzahl der Umlenkbleche

obj:

Wert der Zielfunktion (US$)

Q :

Übertragene Wärme (W)

Q E :

Energiekosten (MW)

R :

Korrekturfaktor

R GC :

Gaskonstante (J/mol K)

R f :

Verschmutzungswiderstand (m2 K/W)

R fo :

Äußerer Verschmutzungswiderstand (m2 K/W)

S :

Korrekturfaktor

SWD:

Kurzer Weg der Raute (m)

T :

Filmtemperatur (K)

T 1 :

Temperatur der heißen Flüssigkeit am Eingang (K)

T 2 :

Austrittstemperatur der heißen Flüssigkeit (K)

t :

Zeit (s)

t 1 :

Eintrittstemperatur der kalten Flüssigkeit (K)

t 2 :

Austrittstemperatur der kalten Flüssigkeit (K)

t f :

Betriebskampagne (s)

V B :

Wehrgeschwindigkeit berechnet aus Ab (m/s)

V s :

Mantelseitige Geschwindigkeit berechnet aus As (m/s)

U :

Gesamtwärmeübergangskoeffizient (W/m2 K)

W e :

Effektive Masse pro Längeneinheit (kg/m)

ΔTlm:

Logarithmische mittlere Temperaturdifferenz (K)

ΔTm:

Durchschnittliche Temperaturdifferenz (K)

ΔP:

Druckabfall (Pa)

ΔPB:

Druckabfall im Leitblech (Pa)

ΔPL:

Druckabfall in der Längsströmung (Pa)

λ w :

Wärmeleitfähigkeit der Wand (W/m K)

μ b :

Bulkviskosität (Pas)

μ w :

Wandviskosität (Pas)

ρ :

Massendichte (kg/m3)

τ :

Scherspannung (Pa)

Nu :

Nusselt-Zahl

Pr :

Prandtl-Zahl

Re h :

Wärmeübertragungs-Reynoldszahl

Re p :

Längsströmung-Reynoldszahl

Literatur

  • Agazzi D, Odry T, Rottoli M (2016) CFD analysis of annular distributors for shell and tube heat exchangers. In: International CAE conference 2016, Parma, Italy, 17–18 Oct 2016

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Author information

Authors and Affiliations

  1. Brembana & Rolle S.p.A., Valbrembo (BG), Italien

    Marco Rottoli, Thomas Odry, Daniele Agazzi & Ettore Notarbartolo

Authors
  1. Marco Rottoli
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  2. Thomas Odry
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  3. Daniele Agazzi
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  4. Ettore Notarbartolo
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Corresponding author

Correspondence to Marco Rottoli .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Deutschland

    Hans-Jörg Bart

  2. TU Braunschweig, Braunschweig, Deutschland

    Stephan Scholl

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© 2023 Der/die Autor(en), exklusiv lizenziert an Springer Nature Switzerland AG

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Rottoli, M., Odry, T., Agazzi, D., Notarbartolo, E. (2023). EMbaffle® Wärmeaustauschertechnologie. In: Bart, HJ., Scholl, S. (eds) Innovative Wärmetauscher. Springer Vieweg, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-22546-8_11

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