Einfluß von Rohrreihenzahl und Anströmturbulenz auf die Wärmeleistung von quer angeströmten Rohrbündeln

Abstract

Results of experimental investigations on heat transfer and pressure drop in single rows and in bundles of three, four, and five rows of plain tubes are presented. The tubes were heated by saturated steam, condensing inside, and cooled outside by crossflowing air. The turbulence intensity in the entrance cross section before the bundles was varied between 0.8% and 25% by means of grids. The transversal and the longitudinal pitch to diameter ratio was 1.54 and 3.07; air-side Reynolds numbers ranged from 1.5-10⁴ to l.5 ·10⁵.

The enhancement of heat transfer is due to the increase of the turbulence level and also due to a decreasing number of rows. The drag coefficient for the bundle is almost independent of the inlet turbulence intensity. It turned out that the use of turbulence grids leads to higher efficiencies of the tube bundles.

Zusammenfassung

Es werden die Ergebnisse einer experimentellen Untersuchung des Wärmeübergangs und Druckabfalls an Einzelreihen sowie an drei-, vier- und fünfreihigen Glattrohrbündeln vorgestellt. Die Rohre wurden innen mit kondensierendem Wasserdampf beheizt und außen von querströmender Luft gekühlt. Durch Einbau von verschiedenen Turbulenzgittern konnte die Anströmturbulenz vor dem Bündel zwischen 0,8% und 25% variiert werden. Die Quer- und Längsteilung betrug 1,54 und 3,07; die Reynolds-Zahl lag zwischen 1,5 · 10⁴ und 1,5 · 10⁵.

Die Verbesserung des mittleren Wärmeübergangs am Rohrbündel nimmt mit steigendem Turbulenzgrad und mit abnehmender Reihenzahl zu. Die Druckverlustbeiwerte der Rohrbündel sind nahezu unabhängig von der Anströmturbulenz. Es zeigte sich, daß durch Einbau von Turbulenzgittern die Wärmeleistung der Rohrbündel erhöht werden kann.