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Diese drei Arten von Wärmerohren bieten unterschiedliche Vorteile und Herausforderungen und werden je nach spezifischer Anwendung und Anforderung ausgewählt.
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Bei der Wärmetauscherauslegung wird die Wärmetauscherfläche A (m 2) ermittelt, die für eine bestimmte Wärmeleistung Q (W) bei einem vorgegebenen Temperaturgefälle Δt (°C) benötigt wird. Die Wärmedurchgangszahl k wird folgendermaßen berechnet:
Die Leckagemenge nimmt nicht teil am Wärmeaustausch (. 7.7). Um die Wirksamkeit eines Wärmetauschers zu verbessern, sollte der Beipassspalt zwischen den äußersten Rohren und dem Mantel minimiert oder durch Totrohre blockiert werden, damit das Medium quer durch die Rohrreihen strömen muss.
Die Gleichung für den Wärmedurchgang lautet: Normalerweise wird die benötigte Wärmetauscherfläche A für eine gegebene Aufgabenstellung berechnet. Die zu übertragende Wärmemenge Q ergibt sich aus der Aufgabenstellung, ebenso das logarithmische Temperaturgefälle LMTD oder bei nicht idealem Gegenstrom die korrigierte wirksame Temperaturdifferenz CMTD.
Da die Wärmetauscherfläche bei glatten Rohren allgemein für die Außenoberfläche der Rohre angegeben wird, muss die für den Innendurchmesser d i berechnete innere Wärmeübergangs-zahl α i umgerechnet werden auf die Wärmeübergangszahl α ia für den Außendurchmesser der Rohre.
Für die Auslegung wählt man im allgemeinen die Stoffdaten bei der mittleren Temperatur im Wärmetauscher. Wenn sich die Stoffdaten jedoch im Wärmetauscher stark mit der Temperatur ändern, ist eine abschnittsweise Berechnung der einzelnen Zonen im Wärmetauscher zu empfehlen.
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Diese drei Arten von Wärmerohren bieten unterschiedliche Vorteile und Herausforderungen und werden je nach spezifischer Anwendung und Anforderung ausgewählt.
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