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Analytische Berechnung von Wärmeübertragern mit nachträglicher Berücksichtigung temperaturabhängiger Wärmekapazitäten

Analytical calculation of heat exchangers with subsequent consideration of temperature dependent heat capacities

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Wärme - und Stoffübertragung Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Analytical solutions valid for constant heat capacities can also be applied to cases with temperature dependent heat capacities, if hypothetical temperatures and an apparent overall heat transfer coefficient are introduced.

Consideration of variable heat capacities reduces to the calculation of the apparent coefficient through a correction of the true overall heat transfer coefficient.

Zusammenfassung

Für konstante Wärmekapazitäten gültige, analytische Lösungen können auch bei temperaturabhängigen Wärmekapazitäten verwendet werden, wenn man hypothetische Temperaturen und einen scheinbaren Wärmedurchgangskoeffizienten einführt.

Die Berücksichtigung veränderlicher Wärmekapazitäten reduziert sich auf die Berechnung des scheinbaren Wärmedurchgangskoeffizienten, der durch eine Korrektur des wahren Koeffizienten erhalten wird.

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Abbreviations

A :

Austauschfläche

c p :

spezifische, isobare Wärmekapazität

h :

spezifische Enthalpie

k :

Wärmedurchgangskoeffizient

m :

Massenstrom

Q :

Wärmestrom

q :

Wärmestromdichte

T :

Temperatur des Mantelstroms beim 1, N-RWÜ

t :

Temperatur des Rohrstroms beim 1, N-RWÜ

W :

Wärmekapazitätsstrom

Δ :

endliche Differenz

ϑ :

Temperatur

1, 2:

Stoffstrom 1, 2

1/2:

mittlere Stützstelle bei der Integration nach Simpson

I, II:

Stützstellen bei der Integration nach Gauß

a, b :

Enden des Gleich- und Gegenstromwärmeübertragers

B :

Bezugspunkt

i :

i-ter Durchgang des 1, N-RWÜ

i-1,i :

Eintritt ini-ten Durchgang des 1, N-RWÜ

i, i + 1:

Austritt ausi-tem Durchgang des 1, N-RWÜ

M :

Mittelwert

()* :

hypothetisch (Temperatur), scheinbar (Wärmedurchgangskoeffizient)

()′:

Eintritt

()″:

Austritt

Literatur

  1. VDI-Wärmeatlas. 4. Auflage, Abschn C: Berechnung von Wärmeübertragern. Düsseldorf: VDI-Verlag 1984.

  2. Roetzel, W.: Berücksichtigung veränderlicher Wärmeübergangskoeffizienten und Wärmekapazitäten bei der Bemessung von Wärmeaustauschern. Wärme-Stoffübertrag. 2 (1969) 163–170

    Google Scholar 

  3. Roetzel, W.; Spang, B.: Analytisches Verfahren zur thermischen Berechnung mehrgängiger Rohrbündelwärmeübertrager. Fortschritt-Bericht VDI, Reihe 19, Nr. 18 (1987).

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Thermodynamik, Universität der Bundeswehr Hamburg, Holstenhofweg 85, D-2000, Hamburg 70, Deutschland

    Wilfried Roetzel

Authors
  1. Wilfried Roetzel
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Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Hans Dieter Baehr zum 60. Geburtstag gewidmet

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Roetzel, W. Analytische Berechnung von Wärmeübertragern mit nachträglicher Berücksichtigung temperaturabhängiger Wärmekapazitäten. Warme- und Stoffubertragung 23, 175–177 (1988). https://doi.org/10.1007/BF01376550

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01376550

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