Rayleigh-Bénard-Konvektion in Rohrbündeln-Experimentelle Überprüfung eines einfachen Modells-

Übersicht

Für die freie Konvektion in den Rohren eines senkrechten Rohrbündels wurde kürzlich eine sehr einfache analytische Lösung mitgeteilt [1]. Zur Überprüfung der Ergebnisse sind inzwischen Versuche an einer kleinen Laborapparatur mit zwei und mit drei parallelen senkrechten Rohren durchgeführt worden. Numerische Berechnungen, die gleichzeitig von Merker für Bündel paralleler Spalte mit adiabater Wand ausgeführt wurden, bestätigen die Ergebnisse der einfachen Theorie. In der Laborapparatur ließ sich aber die im analytischen Modell zunächst gewählte Randbedingung “adiabate Rohrwand” nicht realisieren. Daher wurde der Wärmetransport über die Rohrwand an die umgebende, in einer “adiabaten Hülle” eingeschlossene Luft näherungsweise mit einem konstanten Wärmedurchgangskoeffizienten berücksichtigt. Auch dafür läßt sich noch eine geschlossene analytische Lösung angeben. Die kritische Rayleighzahl wächst danach mit zunehmendem Wärmetransport durch die Rohrwände. Unsere Meßergebnisse bestätigen diese erweiterte Theorie.