Abstract
This study shows the relation between the fluted surface of a tube wall, the contour of the condensing film and its thickness. The described theory presents a convenient method for optimizing the design of the surface. By contrast with most of the previous studies, which emphasized on fluted surfaces with rather round crests, this theory shows that slim fins with sharp edges are more efficient with respect to heat transfer.
Zusammenfassung
An Hand der variablen geometrischen Größen Richtungsänderung ω, Wellenberglänge S1 und “Formparameter” ξ lassen sich alle technisch sinnvollen Profile feingewellter Kondensatoberflächen erfassen. Aus diesem Katalog können die für den Kondensationsvorgang optimalen Konturen einfach abgeleitet werden. Dabei sind schlanke Formen günstiger als die bisher üblichen runden Formen. Die optimalen Konturen der schlanken Formen liegen in der Größenordnung der Rippenprofile, die momentan auf dem Markt sind, während das Optimum der runden Wellen um den Faktor 2 feiner ist (0.6–1.0 mm bzw. 0.3–0.5 mm).
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Abbreviations
- a:
-
Konstante im Krümmungsansatz
- A N/h m:
-
Energieaufnahme pro Zeit und Flächeneinheit
- dH m:
-
hydraulischer Radius
- D(ξ) 2:
-
Längenverhältnis
- F m2 :
-
Reibungsfläche im Abflußkanal
- g m/h:
-
Erdbeschleunigung
- K kg/h:
-
Abflußkapazität pro Zeiteinheit
- 1 m:
-
Rohrlänge
- m kg/h m:
-
Kondensatstrom am Wellenberg (pro m Rohrlänge)
- n:
-
Anzahl der Wellenberge am Rohrumfang
- p N/m2 :
-
Druck
- Q kJ/h:
-
Wärmestrom am Rohr
- s m:
-
Wegstrecke am Flüssigkeitsfilm
- s* m:
-
Wegstrecke an der Rohrwand
- s1 m:
-
Weglänge am Wellenberg
- S2 m:
-
Weglänge des Abflußkanals
- r kJ/kg:
-
Verdampfungswärme
- Rk, 1/m:
-
Krümmungsradius
- ¯R m:
-
Rohrwandradius des Abflußkanals
- R m:
-
Radius der Kondensathaut im Abflußkanal
- u(y) m/h2 :
-
Geschwindigkeitsprofil in x-Richtung
- ū m/h2 :
-
mittlere Geschwindigkeit in x-Richtung
- w(y) m/h2 :
-
Geschwindigkeitsprofil in z-Richtung
- wm/h:
-
mittlere Geschwindigkeit in z-Richtung
- V m3 :
-
Flüssigkeitsvolumen im Abfluß-kanal
- x, y, z:
-
Koordinatenrichtungen
- xfxw :
-
x-Werte der Flüssigkeit- bzw. Wandwellung
- yf,yw :
-
y-Werte der Flüssigkeit- bzw. Wandwellung
- Tw K:
-
Temperatur der Rohrwand
- tk K:
-
Sättigungstemperatur des Dampfes
- \(\overrightarrow f\) :
-
Filmhaut
- \(\overrightarrow w\) :
-
Rohrwand
- \(\overrightarrow t\) :
-
Tangentenvektor
- \(\overrightarrow n\) :
-
Normalenvektor
- \(\overrightarrow R\) :
-
Differenzenvektor
- f:
-
Filmhaut
- w:
-
Wand
- g:
-
gesamt
- α kJ/m2 h K:
-
Wärmeübergangskoeffizient
- γ N:
-
Schwerkraft
- σ m:
-
Filmdicke
- η kg/m h:
-
dyn. Zähigkeit
- ΔϑK K:
-
Temperaturdifferenz Wand-Dampf
- ϰ:
-
Krümmung
- λ kJ/m h K:
-
Wärmeleitfähigkeit
- ν m2/h:
-
kin. Zähigkeit
- σ N/m:
-
Oberflächenspannung
- ρ kg/m3 :
-
Dichte
- ξ:
-
Krümmungsparameter (Schlank-heitsgrad)
- ω:
-
Winkeldifferenz am Wellenberg
- ϕ:
-
Randwinkel
Literatur
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Diese Arbeit ist Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Glaser zu seinem 75. Geburtstag gewidmet
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Adamek, T. Bestimmung der Kondensationsgrößen auf feingewellten Oberflächen zur Auslegung optimaler Wandprofile. Wärme- und Stoffübertragung 15, 255–270 (1981). https://doi.org/10.1007/BF01003646
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01003646