Wagner Wärmeaustauscher

5. Auflage 2015
ISBN: 978-3-8343-6202-5
Verlag: Vogel Communications Group GmbH & Co. KG
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 324 Seiten

Wärmeaustauscher und thermische Apparate werden in allen Industriebereichen – vom Büro bis zum Kraftwerk – eingesetzt und verdienen aufgrund ständig steigender Energiekosten bei der wirtschaftlichen Wärmeverwertung besondere Beachtung. Die Anwendung und Auslegung von Wärmeaustauschern sowie deren Konstruktion werden hier sowohl für den Praktiker als auch für den Studenten vermittelt. Alle im Beruf und im Studium auftretenden Probleme bei der Auslegung von Wärmeaustauschern können mit den beschriebenen Gleichungen gelöst werden. Die aktuelle, 5. Auflage wurde vollständig überarbeitet und um das neue Kapitel „Tabellarischer Zusammenfassung von Bestimmungsgleichungen für die Wärmeaustauscher-Auslegung“ erweitert. Die Gleichungen für den konvektiven Wärmeübergang wurden dabei so ergänzt, dass Schmutzschichten (Fouling) in Form von Schichtdicken in den Bestimmungsgleichungen berücksichtigt werden.
•Wärmebilanzen
•Kennzahlen
•Wärmeübertragung, Wärmeaustausch
•Projektierungsgleichungen für den Wärmeübergang
•Strömungstechnische Auslegung
•Schwingungstechnische Berechnungen
•Bauformen
•Konstruktions- und Fertigungsrichtlinien
•Betriebscharakteristik von Wärmeaustauschern
•Gewährleistung
•Kostenschätzung für Rohrbündel-Wärmeaustauscher
•Tabellarische Zusammenfassung von Bestimmungsgleichungen für die Wärmetauscher-Auslegung

Autoren/Hrsg.

Wagner, Walter

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Energietechnik | Elektrotechnik Energietechnik & Elektrotechnik

Inhaltsverzeichnis

1;Titel;3
2;Copyright / Impressum;4
3;Vorwort;5
4;Inhaltsverzeichnis;7
5;1 Einführung;11
5.1;1.1 Wärmeaustauscher;11
5.2;1.2 Trennwand-Wärmeaustauscher (Rekuperator);11
5.3;1.3 Speicher-Wärmeaustauscher (Regenerator);11
5.4;1.4 Stromführung;11
5.5;1.5 Größen zur Kennzeichnung von Wärmeaustauschern;11
5.6;1.6 Wärmeübertragung;12
5.7;1.7 Druckabfall;14
5.8;1.8 Grundlagen der wärmetechnischen Auslegung;15
6;2 Wärmebilanzen;17
6.1;2.1 Enthalpie;17
6.2;2.2 Gebrauchsgleichungen zur Bestimmung der Wärmeleistung;20
7;3 Kennzahlen;23
7.1;3.1 Erzwungene Strömung;23
7.2;3.2 Freie Strömung;24
7.3;3.3 Auftriebsströmung von Gasen;24
8;4 Wärmeübertragung, Wärmeaustausch;25
8.1;4.1 Wärmeleitung;25
8.2;4.2 Konvektion;26
8.3;4.3 Kondensation;30
8.4;4.4 Verdampfung;31
8.5;4.5 Wärmestrahlung;32
8.6;4.6 Wärmedurchgangskoeffizient;34
8.7;4.7 Mittlere Temperaturdifferenz;41
9;5 Projektierungsgleichungen für den Wärmeübergang;53
9.1;5.1 Strömungsformen;54
9.2;5.2 Basisgleichungen für den konvektiven Wärmeübergang bei laminarer Strömung;55
9.3;5.3 Basisgleichungen für den konvektiven Wärmeübergang bei turbulenter Strömung;56
9.4;5.4 Basisgleichungen für den konvektiven Wärmeübergang bei quer angeströmten Rohren;59
9.5;5.5 Konvektiver Wärmeübergang in Rohrwendeln;60
9.6;5.6 Konvektiver Wärmeübergang mit Eigenkonvektion;61
9.7;5.7 Anwendungsgleichungen und -diagramme für den konvektiven Wärmeübergang;63
9.8;5.8 Berechnung quer angeströmter Rohrbündel-Wärmeaustauscher;77
10;6 Strömungstechnische Auslegung;83
10.1;6.1 Allgemeine Grundlagen;83
10.2;6.2 Druckverlust im Außenraumvon Rohrbündel-Wärmeaustauschern;84
11;7 Schwingungstechnische Berechnungen;89
11.1;7.1 Einleitung;89
11.2;7.2 Erregungsmechanismen;89
11.3;7.3 Eigenfrequenzen von Wärmeaustauscherrohren;101
11.4;7.4 Resonanz;104
11.5;7.5 Abhilfemaßnahmen;105
11.6;7.6 Anwendungsgleichungen und Projektierungsdiagramm;106
12;8 Bauformen;111
12.1;8.1 Allgemeines;111
12.2;8.2 Rohrbündel-Wärmeaustauscher;117
12.3;8.3 Doppelrohr-Wärmeaustauscher;136
12.4;8.4 Rippenrohr-Wärmeaustauscher;137
12.5;8.5 Kondensatoren;141
12.6;8.6 Verdampfer;143
12.7;8.7 Spiralband-Wärmeaustauscher;180
12.8;8.8 Platten-Wärmeaustauscher;181
12.9;8.9 Sonderbauformen;183
13;9 Konstruktions- und Fertigungsrichtlinien;199
14;10 Betriebscharakteristik von Wärmeaustauschern;201
14.1;10.1 Gleich- und Gegenstrom-Wärmeaustauscher;201
14.2;10.2 NTU-Methode für alle Bauarten von Wärmeaustauschern;202
14.3;10.3 Zellenmodell;218
14.4;10.4 Kaskadenschaltungen;220
14.5;10.5 Instationäre Behälteraufheizung;222
14.6;10.6 Doppelrohrapparat als Einbauwärmeübertrager;225
14.7;10.7 Phasenänderung mit Überhitzung und Unterkühlung;229
15;11 Gewährleistung;239
16;12 Kostenschätzung für Rohrbündel-Wärmeaustauscher;243
17;13 Tabellarische Zusammenfassung von Bestimmungsgleichungen für die Wärmeaustauscher-Auslegung;249
17.1;13.1 Wärmeleistung von Wärmeaustauschern;249
17.2;13.2 Austauschfläche von Wärmeaustauschern;249
17.3;13.3 Wärmestrom in Wärmeaustauschern;249
17.4;13.4 Auslegung von Wärmeaustauschern;250
17.5;13.5 Nachrechnung von Wärmeaustauschern;250
17.6;13.6 Erläuterung zur Übertragungszahl NTU und dem Thermischen Wirkungsgrad e;252
17.7;13.7 Wärmestrom durch ebene Wände;253
17.8;13.8 Wärmedurchgang;253
17.9;13.9 Wärmeübertragung im Rohr;253
17.10;13.10 Wärmestromdichten und Temperaturverteilung;254
17.11;13.11 Rippenrohr-Wärmeaustauscher;255
17.12;13.12 Wärmeübergang bei quer angeströmtem Rohr und am Rohrbündel;257
17.13;13.13 Wärmeübergang bei quer angeströmten Rohren mit Längsteilung;258
17.14;13.14 Rohrschwingungsamplitude und Eigenfrequenzen von Rohren;259
17.15;13.15 Kritische Fluidgeschwindigkeiten;260
17.16;13.16 Akustische Resonanz;261
17.17;13.17 Wärmeübergang im rauen Rohr;261
17.18;13.18 Wärmeübergang in Rohrwendeln;262
17.19;13.19 Wärmeübergang in konzentrischen Ringspalten;263
17.20;13.20 Wärmeübergang an Längsrippenrohren;264
17.21;13.21 Naturkonvektion am horizontalen Rohr;265
17.22;13.22 Naturkonvektion am horizontalen Rippenrohr;265
17.23;13.23 Kondensation um horizontale Rohre;266
17.24;13.24 Kondensation in horizontalen Rohren;266
17.25;13.25 Kondensation an horizontalen Rippenrohren;267
17.26;13.26 Verdampfung um Einzelrohre;268
17.27;13.27 Verdampfungsbereiche im Mantelraum von Rohrbündel-Wärmeaustauschern;270
17.28;13.28 Verdampfung in horizontalen Rohren;270
17.29;13.29 Strahlung von Rohren(Graue Strahler);273
18;Anhang;277
18.1;A.1 Bilder von Wärmeaustauschern;277
18.2;A.2 Anwendungsbeispiele für Wärmeaustauscher;305
19;Bedeutung der wichtigsten Formelzeichen;313
20;Literaturverzeichnis;319
21;Stichwortverzeichnis;321