Untersuchung des Einflusses statischer Mischer auf den Wärmeübergang und den Druckverlust in Rohrbündelwärmeaustauschern (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich im Rahmen des gestellten Themas mit dem Einfluss statischer Mischer auf den Wärmeübergang und Druckverlust in Rohrbündelwärmeaustauschern.
Bei dem hier verwendeten Rohrbündelwärmeaustauscher handelt es sich um einen Heizkessel aus der Baureihe Paromat-Simplex der Firma VIESSMANN mit einer Nenn-Wärmeleistung von 170 kW. Dieser Heizkessel hat drei Heizgaszüge, in denen die bei der Verbrennung entstehenden Abgase entlangströmen und dabei Wärme an das Wasser abgeben. Diese Wärmeübertragung wird hauptsächlich durch den abgasseitigen Wärmewiderstand begrenzt. Aus diesem Grund sind im dritten Heizgaszug, bestehend aus zwanzig Rohren, zur Reduzierung des abgasseitigen Wärmewiderstandes und damit zur Verbesserung der Wärmeübertragung, statische Mischer angeordnet. Diese Mischer befinden sich im hinteren Bereich dieser zwanzig Rohre, um die thermische Belastung des Mischermateriales möglichst gering zu halten und haben die Aufgabe im Abgasstrom Verwirbelungen und Turbulenzen zu erzeugen.
Die Aufgabe dieser Diplomarbeit besteht darin, verschiedene neue Mischerformen zu erproben, diese mit dem bisher verwendeten Standardmischer zu vergleichen und aus den gewonnenen Erkenntnissen eine neue Mischerform zu entwickeln, die speziell die für den Heizkessel PS017 geltenden Grenzwerte einhält. Dabei handelt es sich um die nach DIN 4702 T2 gemessene Abgastemperatur und den abgasseitigen Widerstand des Heizkessels (Druckverlust über den gesamten Heizkessel) .
Dazu wurden bei der Firma VIESSMANN mit den verschiedenen statischen Mischern umfangreiche Versuche durchgeführt und die Ergebnisse rechnerisch ausgewertet.
Diese neue Mischerform soll nach Möglichkeit eine kürzere Baulänge als der Standardmischer aufweisen und einfach zu fertigen sein. Durch eine kürzere Baulänge könnte die thermische Belastung des Mischermaterials, speziell in der besonders hoch beanspruchten Zone am Mischeranfang, gesenkt werden. Dadurch könnte ein billigerer Stahl verwendet werden.
Gang der Untersuchung:
Die gesamte Diplomarbeit ist in sechs Abschnitte gegliedert.
Im Abschnitt 2 werden theoretische Grundlagen über statische Mischer dargestellt und die notwendigen Berechnungsgrundlagen für die rechnerische Auswertung aufgezeigt.
Alle untersuchten statischen Mischer werden im Abschnitt 3 eingehend beschrieben. Abschnitt 4 beinhaltet den Aufbau der Versuchsanlage, bestehend aus den beiden Versuchsständen Glasrohr und [...]