DE19751405C2 - Vorrichtung zum Wärmeaustausch - Google Patents
Vorrichtung zum WärmeaustauschInfo
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Description
Es ist bekannt, den Wärmeaustausch zwischen gasförmigen und/oder flüssigen Medien
dadurch zu bewirken, daß eines der Medien an einer Wärmeaustauschfläche
entlangströmt, und der Wärmeaustausch mit dem Medium auf der anderen Seite dieser
Wärmeaustauschfläche durch Wärmeleitung und Konvektion erfolgt. Solche
Wärmeaustauschsysteme finden auf vielen technischen Gebieten Anwendung. Sie dienen
dazu, entweder die in einer Vorrichtung oder Anlage gebildete Wärme abzuführen - ein
Beispiel hierfür ist die Wasserkühlung in Kraftfahrzeugen - oder einem System gezielt
Wärme zuzuführen. Um die Übertragung der Wärme des strömenden Mediums auf die
Wärmeaustauschfläche zu verbessern, ist es bekannt, für das an der
Wärmeaustauschfläche entlangströmende Medium eine möglichst große Oberfläche
auszubilden. Zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche werden daher
Austauschflächen vielfach in geeigneter Weise profiliert bzw. strukturiert. So ist es
bekannt, auf der Wärmeaustauschfläche abwechselnd Erhebungen und Vertiefungen
auszubilden oder auf der Oberfläche rippen- bzw. pyramidenförmige Geometrien
anzuordnen. Die Fertigung solchermaßen strukturierter Elemente für Wärmeaustauscher
ist vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv. Eine entsprechende Ausbildung
rohrförmiger Elemente für den Wärmeaustausch ist beispielsweise aus der DE-OS 24 22 340
bekannt. Die Schrift lehrt es, ein solches metallisches Rohr aus einem
zusammengeschweißten Metallband zu fertigen. Bei der Fertigung wird während der
Vorwärtsbewegung des aus einem Bandvorrat ablaufenden Bandes an mindestens einer
seiner Oberflächen mittels entsprechend strukturierter Walzen ein Muster eingeprägt.
Gemäß der Schrift ist eine Weiterbildung der Erfindung dadurch gegeben, daß der Prozeß
der Musterbildung während der Vorwärtsbewegung des Bandes zeitweise unterbrochen
wird. In dem später durch das Schweißen erhaltenen Rohr sind dann in der
Strömungsrichtung eines das Rohr durchflutenden Mediums strukturierte
Oberflächenbereiche ausgebildet, die von glattwandigen Bereichen unterbrochen werden.
Neben dem bereits erwähnten Nachteil einer relativ aufwendigen Fertigung, sind bei
solchermaßen ausgebildeten Anordnungen unerwünschte Strömungsverluste
festzustellen. Ein Beispiel hierfür ist die in der CH 152 051 offenbarte Anordnung an
Wärmeübertragungsapparaten. In der Schrift wird vorgeschlagen, ein an einer
Wärmeaustauschfläche entlangströmendes Fluid für einen besseren Wärmeübergang zu
verwirbeln, indem auf der Wärmeaustauschfläche Drahtwindungen, Schaufeln oder
ähnliche Hindernisse angebracht werden. Jedoch bewirken gerade diese "Hindernisse"
Strömungsverluste. Dies gilt auch für eine Ausbildungsform der Erfindung, bei der die
Oberfläche der Wärmeaustauschfläche in der Strömungsrichtung des Fluids
abschnittsweise in Form ringförmiger oder geriefelter Partien strukturiert wird, da
hierdurch die Fluidströmung abschnittsweise gebremst wird. Eine Möglichkeit für eine
solche abschnittsweise Strukturierung der Wärmeaustauschfläche wird durch die
US 3,154,141 beschrieben. Gemäß der in der Schrift offenbarten Lösung wird zur
Vergrößerung der Oberfläche einer Wärmetauscherfläche deren gesamte Oberfläche bei
der Fertigung beispielsweise während des Walzens mit einer Mikrostruktur (Aufrauhung)
versehen.
Eine andere, sehr spezielle Lösung wird durch die DE 42 05 080-A1 offenbart. Die in der
Schrift beschriebene Wärmeübertragungsröhre weist eine durch geometrische Elemente
strukturierte Innenfläche auf. Die zur Strukturierung dienenden Elemente, welche in der
Beschreibung als Rauhigkeitselemente bezeichnet werden, weisen eine definierte und für
den jeweiligen Einsatzzweck festgelegte geometrische Form auf und sind regelmäßig auf
der Oberfläche der mit der Strömung in Kontakt kommenden Fläche verteilt. Unter
Verweis darauf, daß andere Formen denkbar sind, wird die Erfindung anhand einer
Struktur erläutert, bei der jedes der der Strukturierung dienenden Elemente als
Pyramidenstumpf mit einer im Verhältnis zum Rohrinnendurchmesser definierten Höhe
ausgebildet ist. Ebenso werden definierte Verhältnisse zwischen Kopf- und Grundbreite
der pyramidenförmigen Elemente angegeben, welche entsprechend einer weiteren
Ausgestaltung außerdem eine definierte Ausrichtung in Bezug auf die durch das Rohr
geführte Strömung aufweisen - nämlich die Ausrichtung einer Ecke der Pyramidenbasis
in Anströmrichtung. Zudem weisen die Strukturelemente untereinander vorgegebene
gleiche Abstände auf. Die Bezeichnung der Elemente als Rauhigkeitselemente leitet sich
dabei aus dem geringen Verhältnis zwischen dem Rohrinnendurchmesser des
Wärmetauscherrohres und der Höhe der Strukturelemente ab, wodurch eine
Mikrostrukturierung der Rohrinnenfläche erreicht wird, welche eine vergleichsweise nur
geringe Erhöhung von Strömungsverlusten zur Folge hat. Durch die gewählte Struktur
wird zwar eine den Wärmeübergang begünstigende Verwirbelung der Strömung erreicht,
jedoch ist der für die Strukturierung erforderliche Fertigungsaufwand beträchtlich.
Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung des Wärmeaustausches durch einen
verbesserten Wärmeübergang zwischen dem fließenden Medium und der
Wärmeaustauschfläche besteht nach Dipprey und Sabersky "Heat and momentum transfer
in smooth and rough tubes" in Int. J. Heat Mass Transfer vol. 6 pp. 329-353 darin, die
gesamte Oberfläche der Wärmeaustauschfläche aufzurauhen. Durch das Aufrauhen der
Oberfläche wird dabei ebenfalls deren Vergrößerung und eine Verwirbelung der
Strömung erreicht. Der zur praktischen Umsetzung dieser Maßnahme erforderliche
Aufwand ist sicherlich erheblich geringer, als bei der vorher beschriebenen Lösung, das
Wärmeübergangsverhalten verbessert sich aber vergleichsweise nur gering.
Andere Überlegungen gehen davon aus, die Anströmgeschwindigkeit des auf die
Wärmeaustauschfläche geführten Mediums zu erhöhen bzw. das Medium
schraubenförmig zu führen oder es Schwingungen bzw. elektrischen Wechselfeldern
auszusetzen. Auch diese Maßnahmen sind verhältnismäßig aufwendig und zudem nicht
auf alle dem Wärmeaustausch dienende Anordnungen anwendbar. So kommt
beispielsweise eine schraubenförmige Führung des Mediums bei einer ebenen
Wärmeaustauschfläche nicht in Betracht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher
ohne nennenswerte Strömungsverluste sowie auf einfache und wirkungsvolle Weise eine
Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen strömenden gasförmigen oder flüssigen
Medien an einer Wärmeaustauschfläche erreicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Hauptanspruchs bzw. des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw.
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wärmeaustausch geht von dem allgemein
bekannten Grundprinzip solcher Vorrichtungen aus und weist eine
Wärmeaustauschfläche auf, an welcher mindestens ein gasförmiges oder flüssiges
Medium entlangströmt. Der Wärmeaustausch zwischen diesem strömenden Medium und
dem Medium auf der anderen Seite der Wärmeaustauschfläche erfolgt durch die
Wärmeleitfähigkeit der Wärmeaustauschfläche und den durch Wärmeleitung und
Konvektion bewirkten Wärmeübergang zwischen dem jeweiligen Medium und der
Wärmeaustauschfläche. In erfindungswesentlicher Weise sind an der dem strömenden
Medium zugewandten Seite der Wärmeaustauschfläche streifenförmige Zonen
unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit ausgebildet, wobei der sich jeweils aus der
Veränderung der Oberflächenrauhigkeit ergebende maximale Gradient abweichend von
der Hauptströmungsrichtung des strömenden Mediums verläuft.
Die gleiche Wirkung läßt sich mit einer Vorrichtung, die ebenfalls nach dem bekannten
Grundprinzip aufgebaut ist, dadurch erreichen, daß die Wärmeaustauschfläche an der
dem strömenden Medium zugewandten Seite streifenförmige Zonen mit unterschiedlicher
Haftspannung in bezug auf das strömende und sie benetzende Medium aufweist, wobei
der sich im Bereich des Übergangs der Zonen unterschiedlicher Haftspannung ergebende
maximale Gradient der Haftspannungsänderung abweichend von der
Hauptströmungsrichtung verläuft. Dies kann beispielsweise bei einem
Wärmeaustauschrohr aus Metall dadurch erreicht werden, daß auf die Innenwandung des
Rohres zonenweise ein Material mit niedrigerer Benetzungsfähigkeit und in Folge dessen
verringerter Haftspannung aufgebracht wird. Denkbar ist dabei der Einsatz eines
entsprechenden Kunststoffes oder von Graphit, jedoch sind selbstverständlich auch
andere Materialien verwendbar.
Zur Erzeugung der Zonen unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit kommen zwei
Möglichkeiten in Betracht. Gemäß einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist das Material, aus dem die Austauschfläche gebildet ist, infolge einer
entsprechenden Oberflächenbehandlung selbst Zonen erhöhter Oberflächenrauhigkeit auf.
Die Zonen mit erhöhter Oberflächenrauhigkeit können aber vorteilhafterweise auch
dadurch gebildet werden, daß auf einzelne Bereiche der Wärmeaustauschfläche
Feststoffpartikel aufgebracht werden. Die Feststoffpartikel werden dabei mittels eines
Haftmittels partiell auf die Oberfläche einer Wärmeaustauschfläche aufgetragen.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Zonen
mit erhöhter Oberflächenrauhigkeit oder mit verringerter Haftspannung in Form von
Streifen ausgebildet, die parallel oder in einem geringen Winkel zur
Hauptströmungsrichtung des strömenden Mediums verlaufen.
Im Sinne der Erfindung ist es, wenn die Wärmeaustauschfläche der Vorrichtung als
Rieselfilmverdampfer ausgebildet ist.
Es ist weiterhin im Sinne der Erfindung, wenn die Zonen unterschiedlicher Rauhigkeit
oder Haftspannung an der dem strömenden Medium zugewandten Seite der
Wärmeaustauschfläche durch Mittel ausgebildet sind, die ortsfest, eng anliegend und
austauschbar mit der Wärmeaustauschfläche in eine Wirkverbindung gebracht sind. Bei
einem Wärmeaustauschrohr wäre dabei beispielsweise an ein sich eng an die
Rohrinnenfläche anschmiegendes, nur Längsstreben aufweisendes Gitter zu denken,
welches an den Rohrenden befestigt ist und dessen Streben eine gegenüber der
Rohrinnenwand erhöhte Rauhigkeit oder verringerte Haftspannung aufweisen. Das
Verhältnis der Oberflächenrauhigkeit oder der Haftspannung zwischen den einzelnen
Zonen kann so durch eine geeignete Wahl des Gittermaterials an die
Strömungsverhältnisse und/oder die Art des strömenden Mediums angepaßt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine deutliche Verbesserung des
Wärmeübergangs zwischen dem strömenden Medium und der Wärmeaustauschfläche
aus. Dieser vorteilhafte Effekt wird durch das unmittelbare Eingreifen in die thermische
Grenzschicht, welche einen Widerstand für die übergehende Wärme darstellt, erreicht.
Dabei wird die Strömung nur unmittelbar in der Nähe der Trennfläche beeinflußt,
während sie ansonsten im wesentlichen unbeeinflußt bleibt. Die entstehenden Strömungs-
bzw. Energieverluste sind daher äußerst gering. Zudem ist die Erfindung in der Praxis
leicht umsetzbar, da die Vorrichtung in ihrem Aufbau vergleichsweise einfach gestaltet
ist. Dadurch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Wärmeaustauschfläche
aufweist, deren Oberfläche nur partiell in ihren Eigenschaften verändert ist, wird in
unmittelbarer Nähe der Wärmeaustauschfläche eine das Aufreißen der thermischen
Grenzschicht ermöglichende Geschwindigkeitsverteilung erzielt, ohne daß dabei dem
strömenden Medium ein nennenswerter Strömungswiderstand entgegenwirkt. Durch die
geeignete, alternierende Anordnung streifenförmiger Bereiche unterschiedlicher
Rauhigkeit bzw. Haftspannung wird einerseits die angestrebte Verteilung der
Strömungsgeschwindigkeit erreicht, während andererseits das Entstehen von
Querströmungen zwischen den Zonen unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit und
damit eine zusätzliche Verwirbelung des Fluids begünstigt wird. Es entstehen somit in
unmittelbarer Nähe der Wärmeaustauschfläche benachbarte Strömungsstränge mit
unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit, durch welche sich ein auf diesen, etwa der
Dicke der thermischen Grenzschicht entsprechenden Bereich begrenztes spezifisches
Strömungsprofil einstellt, das den Wärmetransport vom bzw. zum Fluid in
außergewöhnlicher Weise begünstigt. Die konkreten geometrischen Verhältnisse sind
ebenso wie das Verhältnis zwischen hoher und niedriger Rauhigkeit bzw. niedriger und
hoher Haftspannung von den Anströmbedingungen und der Art des strömenden Fluids
abhängig. So ist bei flüssigen Medien davon auszugehen, daß der zur Erzielung des
angestrebten Effekts erforderliche Unterschied der Oberflächenrauhigkeit oder der
Haftspannung desto geringer ist, je höher viskos das an der Wärmeaustauschfläche
entlangströmende Fluid ist und umgekehrt.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: Eine Wärmeaustauschvorrichtung in Form eines Wärmeaustauschrohres,
dessen Innenfläche im Sinne der Erfindung ausgebildet ist,
Fig. 2: Die Schnittdarstellung einer ebenen Wärmeaustauschwand,
Fig. 3 u. 4: Mögliche Ausgestaltungen im Hinblick auf die Ausbildung der Zonen
erhöhter Oberflächenrauhigkeit bzw. verringerter Haftspannung.
In der Fig. 1 wird das erfindungsgemäße Prinzip anhand eines rohrförmigen
Wärmeaustauschers verdeutlicht. Das Rohr wird von einem gasförmigen oder flüssigen
Medium durchströmt. Durch den infolge von Konvektion und Wärmeleitung
stattfindenden Wärmeübergang erfolgt über das das Rohr ausbildende Material ein
Wärmeaustausch zwischen dem strömenden Medium und dem das Rohr umgebenden
Medium. Bei dem umgebenden Medium handelt es sich, je nach Verwendungszweck,
ebenfalls um ein gasförmiges oder flüssiges Medium. Im Rohrinneren sind die in der
Abbildung dunkel abgesetzt gezeichneten Zonen 2 mit einer erhöhten
Oberflächenrauhigkeit oder mit verringerter Haftspannung ausgebildet. In dem
dargestellten Beispiel verlaufen diese Zonen 2 streifenförmig entlang der gesamten
Rohrlänge gleichmäßig über den Rohrumfang verteilt und werden jeweils von parallel
verlaufenden Zonen 3 niedriger Oberflächenrauhigkeit unterbrochen. Die ausgebildete
Streifenstruktur verläuft parallel zur Hauptströmungsrichtung 5 des durch das Rohr
strömenden Mediums. Die durch den angetragenen Pfeil gekennzeichnete
Hauptströmungsrichtung 5 ist die Richtung, in welche sich das strömende Medium
abgesehen von den auftretenden Turbulenzen und Querströmungen im wesentlichen
bewegt. Bei der dargestellten rohrförmigen Anordnung bewegt sich die Strömung parallel
zur Längsachse des Rohres.
Zwischen den Zonen 2 höherer Oberflächenrauhigkeit und den Zonen 3 niedriger
Oberflächenrauhigkeit ist somit eine Änderung der Oberflächenrauhigkeit gegeben, deren
Gradient in einem Winkel von 90° zur Hauptströmungsrichtung verläuft. Soweit sich die
dargestellten Zonen 2, 3 nicht durch ihre Rauhigkeit, sondern durch ihre Haftspannung
unterscheiden, gilt entsprechendes für den Gradienten der Haftspannungsänderung. Der
sich beim Durchströmen der dargestellten Struktur einstellende Effekt kann im Falle des
Vorhandenseins von Zonen 2, 3 mit unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit wie folgt
beschrieben werden:
Unmittelbar in der Wandnähe des Rohres bilden sich unterschiedliche
Strömungsgeschwindigkeiten in dem Strömungsmedium aus. Dabei strömt das Medium
an den Zonen 2 erhöhter Oberflächenrauhigkeit langsamer entlang als an den Zonen 3,
wo die Rohrinnenwand eine geringere Oberflächenrauhigkeit aufweist bzw. glatt ist.
Durch das sich einstellende Strömungsbild reißt die sich zwischen dem strömenden
Medium und der Wärmeaustauschfläche ausbildende thermische Grenzschicht auf. Dies
geschieht infolge der verstärkten Reibung zwischen den Fluidpartikeln und der dadurch
unmittelbar in der Wandnähe verursachten Verwirbelungen. Es hat sich nun gezeigt, daß
durch dieses Aufreißen der thermischen Grenzschicht ein signifikant besserer
Wärmeübergang zwischen dem strömenden Medium und der Wärmeaustauschfläche 1
erfolgt. In der Folge führt dieser verbesserte Wärmeübergang zwischen dem strömenden
Medium und der Wärmeaustauschfläche 1 natürlich auch zu einem verbesserten
Wärmeübergang auf das auf der anderen Seite der Wärmeaustauschfläche 1 befindliche
Medium.
Ähnliche Verhältnisse stellen sich bei der Ausbildung mit Zonen 2, 3 unterschiedlicher
Haftspannung ein. An den Zonen 2 mit geringer Oberflächenaktivität, also mit
verringerter Haftspannung strömt das an der Wärmeaustauschfläche entlanggeführte
Medium schneller vorbei als an solchen, mit einer guten Benetzungsfähigkeit. So kann
ein üblicherweise metallisches Wärmeaustauschrohr an der der Strömung zugewandten
Seite zonenweise mit einer dünnen Kunststoffschicht versehen sein, welche eine
vergleichsweise geringe Haftspannung aufweist.
Die Fig. 2 verdeutlicht das bereits erläuterte Prinzip nochmals anhand der
Schnittdarstellung einer ebenen Wärmeaustauschwand 1. Die erhabenen Bereiche
symbolisieren dabei die Zonen 2 erhöhter Oberflächenrauhigkeit oder verringerter
Haftspannung. Eine solche Struktur mit erhabenen Bereichen wird beispielsweise
erhalten, indem auf die an sich glatte Wärmeaustauschfläche 1 unter Zuhilfenahme eines
Haftmittels Feststoffpartikel aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich, die
Wärmeaustauschfläche 1 innerhalb festzulegender Zonen durch eine geeignete
mechanische oder chemische Bearbeitung aufzurauhen. Wesentlich ist, daß die
Vorrichtung so ausgebildet ist, daß innerhalb des an der Wärmeaustauschfläche 1 entlang
strömenden Mediums eine Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit ergibt, bei welcher
der sich in den parallel zur Wärmeaustauschfläche, innerhalb der thermischen
Grenzschicht gelegenen Ebenen entstehende maximale Gradient zwischen den Bereichen
unterschiedlicher Geschwindigkeit abweichend von der Hauptströmungsrichtung 5
verläuft und das Aufreißen der thermischen Grenzschicht bewirkt, während die Strömung
im übrigen weitesgehend unbeeinflußt bleibt. Für den Verlauf der streifenförmigen
Zonen 2, 3 erhöhter Oberflächenrauhigkeit oder verringerter Haftspannung sind dabei
unterschiedliche Möglichkeiten denkbar. Die Streifen können gemäß Fig. 3 exakt parallel
zur Hauptströmungsrichtung 5 verlaufen oder sie können, wie in der Fig. 4 verdeutlicht,
in einem geringen Winkel zur Hauptströmungsrichtung 5 geneigt sein. Die konkrete
Geometrie bzw. die Art der Ausbildung der Zonen 2, 3 mit unterschiedlicher
Oberflächenrauhigkeit bzw. unterschiedlicher Haftspannung hängt dabei insbesondere
von der Art des an der Wärmeaustauschfläche 1 entlangströmenden Mediums ab und
wird zudem durch dessen Strömungsgeschwindigkeit bestimmt.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen gasförmigen und/oder flüssigen Medien,
bei der mindestens ein flüssiges oder gasförmiges Medium an einer Wärmeaustausch
fläche entlangströmt und zwischen diesem strömenden Medium und dem anderen,
vom ersten Medium durch die. Wärmeaustauschfläche getrennten, ebenfalls gas
förmigen oder flüssigen Medium ein Wärmeaustausch vermittels der
Wärmeleitfähigkeit der Wärmeaustauschfläche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeaustauschfläche (1) an der dem strömenden Medium zugewandten Seite
streifenförmige Zonen (2; 3) jeweils unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit aufweist, wobei
der sich im Übergangsbereich der Zonen (2; 3) aufgrund der Veränderung der Oberflächenrauhigkeit ergebende maximale
Gradient abweichend von der Hauptströmungsrichtung (4) verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Wärme
austauschfläche (1) selbst infolge einer entsprechenden Oberflächenbehandlung
innerhalb einzelner Zonen (2) eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem
strömenden Medium zugewandten Seite der Wärmeaustauschfläche (1) zonenweise
mittels eines Haftmittels Feststoffpartikel aufgebracht sind, durch welche diese
Zonen (2) eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit aufweisen.
4. Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen gasförmigen und/oder flüssigen Medien,
bei der mindestens ein flüssiges oder gasförmiges Medium an einer
Wärmeaustauschfläche entlangströmt und zwischen diesem strömenden Medium und
dem anderen, vom ersten Medium durch die Wärmeaustauschfläche getrennten,
ebenfalls gasförmigen oder flüssigen Medium ein Wärmeaustausch vermittels der
Wärmeleitfähigkeit der Wärmeaustauschfläche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeaustauschfläche 1 an der dem strömenden Medium zugewandten Seite
streifenförmige Zonen (2; 3) mit jeweils unterschiedlicher Haftspannung in bezug auf das
strömende und sie benetzende Medium aufweist, wobei der sich im Bereich des
Übergangs der Zonen (2; 3) unterschiedlicher Haftspannung ergebende maximale Gradient
der Haftspannungsänderung abweichend von der Hauptströmungsrichtung (4)
verläuft.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
streifenförmigen Zonen (2) erhöhter Oberflächenrauhigkeit oder mit verringerter
Haftspannung parallel zur Hauptströmungsrichtung (4) des strömenden Mediums
verlaufen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
streifenförmigen Zonen (2) erhöhter Oberflächenrauhigkeit oder mit verringerter
Haftspannung in einem gegenüber der Hauptströmungsrichtung (4) des Mediums
geringen Neigungswinkel auf der Wärmeaustauschfläche (1) verlaufen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmeaustauschfläche als Rieselfilmverdampfer mit Zonen (2) hoher Oberflächen
rauhigkeit und Zonen (3) geringer Oberflächenrauhigkeit oder mit Zonen (2) mit
verringerter und Zonen (3) mit erhöhter Haftspannung ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der
Zonen (2; 3) unterschiedlicher Rauhigkeit oder Haftspannung an der dem strömenden
Medium zugewandten Seite der Wärmeaustauschfläche (1) durch Mittel ausgebildet
ist, die ortsfest, eng anliegend und austauschbar mit der Wärmeaustauschfläche (1) in
eine Wirkverbindung gebracht sind, so daß das Verhältnis der Oberflächenrauhigkeit
zwischen den Zonen (2; 3) an die Strömungsverhältnisse und/oder die Art des
strömenden Mediums anpaßbar ist.
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Heat Mass transfer, Vol.6 pp329-353 Dipprey und Sabersky "Heat and momentum transfer in smooth andrough tubes * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10333348A1 (de) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertragungswandung |
DE10333348B4 (de) * | 2003-07-23 | 2007-05-24 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertragungswandung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998022772A1 (de) | 1998-05-28 |
DE19751405A1 (de) | 1998-06-04 |
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