DE2310315C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein metallisches Wärmetauscherrohr mit einer eingängigen, inneren, wendeiförmigen
Rippe.
Ein derartiges Wärmetauscherrohr ist aus der DE-PS 17 837 bekannt. Ähnliche Wärmetauscherrohre sind au.s
der GB-PS 12 30 196 und der US-PS 36 12 175 bekanni
sowie insbesondere aus der US-PS 32 17 799, wo ausführlich erläutert ist, daß mit Wärmetauscherrohren
mit einer inneren, wendeiförmigen Rippe die Wärmeübertragung gegenüber glatten Rohren wesentlich
verbessert werden kann, und zwar besonders dann, wenn man auch die Außenwand des Wärmetauscherrohres
mit entsprechenden Wellen oder Rippen ausbildet. Wenn solche Wärmetauscherrohre beispielsweise
in Dampfkondensatoren eingesetzt werden sollen, in denen ein nur in einziger Phase vorliegendes
Medium, wie z. B. Wasser, sich im Inneren der Rohre befindet, dann zeigt es sich, daß die größte Veränderung,
die sich an einem glatten Rohr durchführen läßt, um dessen Wärmeübertragungseigenschaften insgesamt zu
verbessern, darin besteht, daß man seine innere Oberfläche mit einer schrauben- bzw. wendeiförmigen
Rippe versieht. Hierdurch werden Turbulenzen in dem das Rohr durchströmenden Medium gefördert, wobei
jedoch darauf zu achten ist, daß der Strömungswiderstand nicht zu sehr ansteigt, da dies die durch die
Verwirbelung erreichten Vorteile wieder aufheben könnte.
Um einen Vergleich der Wärmeübertragungsleistung bei Wärmetauscherrohren mit unterschiedlich ausgebildeter
Innenseite zu ermöglichen, kann die folgende spezialisierte Form der Sider-Tate-Gleichung verwendet
werden:
wobei
/i, = Innenseitenkoeffizient der Wärmeübertragung
/i, = Innenseitenkoeffizient der Wärmeübertragung
Γ cal Ί
L sec cm5 grd J
L sec cm5 grd J
D1- = Rohr-Innendurchmesser
[cm]
k = Wasser-Wärmeleitfähigkeit oei der Temperatur
der Wasser-Hauptmasse
Γ Ef1! 1
L sec cm grd J
C1- = innere Wärmeübertragungskoeffizientskonstante
[dimensionslos]
G = Massenstromgeschwindigkeiten
L sec cm2 J
Cp = spezifische Wärme
r^aM
L g grd J
L g grd J
= Wasserviskosität bei der durchschnittlichen Temperatur der Wasser-Hauptmasse
25
sec cm
= Wasserviskosität bei durchschnittlicher Wandtemperatur
Γ β Ί
L sec cm J
Die dimensionslose innere Wärmeübertragungskoeffizientskonstante »C,« für ein bestimmtes Rohr kann
mit Hilfe eines modifizierten Wilson-Aufzeichnungsverfahrens bestimmt werden, welches in der Zeitschrift
»Industrial Engineering Chemistry Process Design & Development«, Vol. 10, Nr. 1, 1971, Seiten 19 bis
30, in dem Aufsatz »Dampfkondensation in vertikalen Reihen von horizontalen, gewellten und glatten
Rohren« von J. G. Withers and E. H. Young
beschrieben ist. Obwohl es im allgemeinen wünschenswert ist, ein Rohr so zu gestalten, daß »G« ein
Maximum ist, gibt es viele Fälle, in denen es wünschenswert sein könnte, daß »C,« einen niedrigeren,
jedoch vorgegebenen Wert besitzt. Die zuletzt erwähnte Situation könnte beispielsweise in einem Fall gegeben
sein, in welchem der zulässige Druckabfall stark eingeschränkt ist. Ein anderes erwünschtes Konstruktionsmerkmal
besteht darin, daß der gewellte Abschnitt des Rohres einen Durchmesser besitzt, der gleich dem
Durchmesser der Rohrenden ist, da ein Rohr weniger Reibungsverluste und einen geringeren Druckabfall
hervorruft, wenn sein gewellter Teil statt eines kleineren Durchmessers einen Durchmesser besitzt, der ebenso
groß ist, wie der der Rohrenden.
Im Hinblick auf die vielen Parameter, die die Wärmeübertragung und den Druckabfall, der durch ein
Rohr verursacht wird, beeinflussen, wäre es ferner äußerst wünschenswert, in der Lage zu sein, die
M) Eigenschaften einer bestimmten Rohrkonstruktion
vorauszusagen und diejenige Form vorhersagen zu können, bei welcher die maximale Leistung erreicht
wird.
Derartige Voraussagen lassen sich weder bei dem
h5 Wärmetauscherrohr gemäß der DE-PS 17 837 machen
noch bei den Wärmetauscherrohren gemäß den übrigen eingangs genannten Patentschriften, in welchen sich
teilweise überhaupt keine Dimensionierungsvorschrif-
ten befinden, wie ζ. B. in der zitierten deutschen
Patentschrift oder in denen Dimensionierungsvorschriften angegeben sind, welche jedoch ebenfalls keine
Vorhersage der genannten Eigenschaften ermöglichen.
Ausgehend von den vorstehend aufgezeigten Zusammenhängen und dem genannten Stand der Technik liegt
der Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein metallisches Wärmetauscherrohr mit einer einzigen
inneren, wendeiförmigen Rippe vorzuschlagen, dessen Innenwand eine solche Form hat daß sich eine
vorausberechenbare Wärmeübertragungsleistung, insbesondere eine optimale Wärmeübertragungsleistung,
der Innenfläche des Rohres ergibt
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Wärmetauscherrohe der eingangs beschriebenen Gattung
gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist daß für die Form der Innenwand folgende Gleichung gilt:
Φ = r-
wobei Φ ein dimensionsloser Parameter, e die Scheitelhöhe der Rippe, ρ der Abstand der Rippengänge
und d, der Innendurchmesser des Rohres ist, und Φ
zwischen0,1 χ 10-2und0365 χ 10-2liegt.
Die Funktion der Rippe besteht darin, daß sie die durch das Rohr fließende Flüssigkeit verwirbelt, so daß
die Flüssigkeit längs der Rohrwandung keine Grenzschichten ausbilden kann, welche die Wärmeübertragung
von der Flüssigkeit zu der Rohrwandung behindern würden. Obwohl bereits früher einige
bedeutende geometrische Überlegungen, welche die Wärmeübertragungsleistung beeinflussen, mitgeteilt
wurden, ist es bisher noch nicht gelungen, die geometrischen Charakteristika in einer Weise miteinander
zu verknüpfen, welche es ermöglicht, die Abhängigkeit des Wärmeübertragungskoeffizienten »G« von den
verschiedenen geometrischen Parametern vorherzusagen. So wird beispielsweise in der US-PS 32 17 799 das
Verhältnis des Abstandes zwischen zwei verschiedenen Rippen zu der Rippenhöhe als der entscheidende
Parameter herausgestellt. Obwohl dieses Verhältnis sehr wichtig ist, ist es nicht ausreichend, um die
günstigste Rohrform in einer solchen Weise anzunähern, daß die Leistung des Wärmetauscherrohres
vorhergesagt oder optimiert werden kann.
Nach gründlichem Studium der Daten vieler Rohre hat es sich nun gezeigt, daß ein geometrischer
Parameter Φ vorhanden ist, der mit dem Wärmeübertragungskoeffizienten
»C« in gut definierter Weise verknüpft ist.
Die Daten von vielen verschiedenen Rohren mit einer eingängigen, wendeiförmigen Rippe auf ihrer Innenseite
haben gezeigt, daß zwischen C, und Φ eine Verknüpfung besteht, und eine Aufzeichnung der Daten zeigt an, daß
es einen maximal möglichen Wert für C, gibt und daß dieser maximale Wert bei einem bestimmten Wert von
Φ auftritt und nicht in einem Bereich von Werten von Φ. Da sich gezeigt hat, daß der maximale Wert von C1
auftritt, wenn Φ = 0,365 χ ΙΟ"2, ist es möglich, das
Rohr so zu gestalten, daß es jeden gewünschten Wert von Ci zwischen dem Maximalwert und dem Wert für
das glatte Rohr annimmt. Obwohl es sich gezeigt hat, daß die Verknüpfung zwischen C, und Φ für die
überwiegende Mehrheit aller untersuchten Rohre gilt, wurde festgestellt, daß bei einigen wenigen Rohren die
Abmessungen des Kamms der wendeiförmigen Rippe kritisch sind, da die gemessenen Werte für C, für diese
Rohre nicht dem Wert entsprachen, welcher anhand der C1-Φ-Verknüpfungskurve vorhergesagt wurde. Dieser
Fall kann mit Hilfe eines Zusatzkriieriums gelöst werden, welches einen Parameter ^verwendet, welcher
j wie folgt definiert ist:
X =
ety
ίο
wobei t die Breite und y die Höhe des Kammes der
Rippe ist, wobei e die Scheitelhöhe der Rippe ist und wobei di der Innendurchmesser des Rohres ist (F i g. 2
und 3). Es wurde eine graphische Darstellung von C, über X hergestellt, welche zeigt, daß der Maximalwert
von C, dem extremen Maximalwert von X entspricht Obwohl die Verknüpfung mit X nicht so eindeutig ist
wie die mit Φ, hat es den Anschein als ob sie die Vorhersage von C, mit einer Genauigkeit von 10%,
bezogen auf den gemessenen Wert ermöglicht Wenn man sowohl die X- als auch die Φ-Verknüpfungskurve
verwendet sobald der Wert Φ eines an seiner Inenseite mit einer eingängigen, wendelförmigen Rippe versehenen
Rohres den Wert 0,25 χ 10"2 überschreitet und
wenn von den durch die beiden Korrelationskurven vorgegebenen C,-Werten jeweils der niedrigere ausgesucht
wird, kann man mit einem hohen Grad von Genauigkeit die Wärmeübertragungsleistung im Inneren
des Rohres für eine turbulente Strömung eines nur in einer einzigen Phase vorliegenden Mediums im
Inneren des Rohres bestimmen. Für Werte von Φ unterhalb 0,25 χ 10-2 besteht keine Notwendigkeit, die
Beziehung zwischen C, und X auszuwerten.
Eine obere Grenze von 0,365 χ 10 2 für ücn Faktor
Φ ist erwünscht da jenseits dieses Wertes C abfällt während der Reibungsfaktor, welcher ein direktes Maß
für den Druckabfall darstellt, ansteigt. Werte von Φ, welche größer sind als 0365 χ 10"2, sollten bei Rohren,
welche von einem nur in einer Phase vorliegenden Medium durchströmt werden, nur in Betracht gezogen
werden, wenn die Steuerung des thermischen Widerstandes über die äußere Oberfläche erfolgt und wenn
eine stark konturierte äußere Oberfläche aufgrund ihres Beitrags zu einer Verbesserung gerechtfertigt ist und
wenn schließlich die Form der Innenseite des Rohres eine Folge der Gestaltung der Außenfläche des Rohres
ist. Obwohl die Beziehung zwischen C, und Φ bis zu dem Wert Φ = Null zu gelten scheint, d. h. also bis zu einer
glatten Innenfläche des Rohres, wird für Φ vorzugsweise eine untere Grenze von 0,1 χ 10"2 angenommen, da
die Verbesserung des Wertes von C, gegenüber demjenigen für das glatte Rohr für niedrigere Werte
von Φ relativ unbedeutend ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht eines Wärmetauscherrohres gemäß der Erfindung mit einem nicht geweilten
Ende, und zwar teilweise im Schnitt,
F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Teil des gewellten Abschnitts des Wärmetauscherrohres
gemäß Fig. 1,
F i g. 3 einen der F i g. 2 ähnlichen Längsschnitt für eine abgewandelte Ausführungsform,
F i g. 4 eine graphische Darstellung der Wärmeübertragurssleistung
für eine Anzahl von Rohren mit einer eingängigen wendeiförmigen Rippe auf ihrer Innenseite,
wobei die aus der Sider-Tate-Gleichung erhaltene
Konstante C, als Funktion des Parameters Φ aufgetragen ist,
F ί g. 5 eine graphische Darstellung der Wärmeübertragungsleistung
einer Anzahl von Rohren, die an ihrer Innenseite mit einer eingängigen wendeiförmigen Rippe
versehen sind, wobei die Konstante C, gemäß der Sider-Tate-Gleichung als Funktion der Größe X ■-,
aufgetragen ist, welche die Kammbreite der Rippe erfaßt,
F i g. 6 eine graphische Darstellung der Wärmeüberiragungsleistung
von mehreren Rohren mit einer eingängigen wendeiförmigen Rippe auf ihrer Innenseite, :o
und zwar normiert auf die Wärmeübertragungsleistung eines glatten Rohres als Funktion des Parameters Φ,
F i g. 7 eine graphische Darstellung des Druckabfalls für mehrere Rohre mit einer eingängigen wendeiförmigen
Rippe auf ihrer Innenseite, und zwar bei einer Reynoldschen Zahl von 35 000 als Funktion des
Parameters Φ,
Fig.8 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
des Einflusses der Wendelsteigung auf den äußeren Rohrdurchmesser für den Fall, daß eine eingängige,
wendeiförmige Rippe durch einen Wellvorgang auf der Außenseite des Rohres erzeugt wird, und
Fig.9 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs
zwischen der Wendelsteigung, die für ein gewelltes Rohr mit gleichförmigem Durchmesser
erforderlich ist und dem Produkt aus Außendurchmesser und Wandstärke des Rohres.
Das in F i g. 1 gezeigte Wärmetauscherrohr 10 besitzt ein glattes Ende 12 und_einen gewellten Bereich 14. Der
Außendurchmesser AB des glatten Endes 12 ist jo vorzugsweise gleich j>der geringfügig größer als der
Außendurchmesser CD des^ gewellten Bereichs 14,
während die Wandstärke BE des glatten Endes gleich der Wandstärke CF des gewellten Bereiches ist. Der
Abstand GH zwischen identischen Punkten auf r> benachbarten Windungen der Rippe an der Innenseite
des Rohres, welche durch den Wellvorgang erzeugt wird, ist als Steigung ρ definiert.
Aus der Vergrößerung des gewellten Bereiches 14, welchen F i g. 2 zeigt, kann man erkennen, daß die 4»
gewellte Innenseite des Rohres Rippenbereiche 20 und Verbindungsbereiche 22 aufweist Die Rippenbereiche
20 sind gegen das Innere des Rohres im wesentlichen konvex gewölbt während die Verbindungsbereiche 22
im wesentlichen konkav sind. Rippenbereiche 20 und Verbindungsbereiche 22 gehen im Bereich von Wendepunkten
26 glatt ineinander über. An dieser Stelle haben der Rippenbogen 20' und der Verbindungsbereichbogen
22' eine gemeinsame Tangente. Der konvex gewölbte Teil 27 des Rippenbereichs 20 zwischen den Wendepunkten
26 wird nachstehend als Kamm bzw. Rippenkamm bezeichnet Der Rippenkamm hat zwischen den
Wendepunkten 26 eine Breite / und zwischen seinem Scheitel 28 und den Wendepunkten 26 eine Höhe y. Als
Scheitelhöhe e ist der radiale Abstand zwischen dem Scheitel 28 des Rippenkamms und dem äußersten Punkt
30 auf der Innenseite des Verbindungsbereiches 22 bezeichnet Als Innendurchmesser d, ist der diametrale
Abstand zwischen Punkten 30 an gegenüberliegenden Seiten des Rohres bezeichnet Als Steigung ρ ist der e>o
Abstand zwischen jeweils zwei identischen Punkten auf benachbarten Windungen der Rippe 20 bezeichnet,
beispielsweise der Abstand zwischen den Punkten 28.
F i g. 3 zeigt ein gegenüber den F i g. 1 und 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Wärmetauscherrohres,
bei welchem die Verbindungsbereiche 122 eine andere Form haben als die konkaven Verbindungsbereiche 22 in Fig.2. Der Verbindungsbereich 122 ist
über einen Teil 34 seiner Länge flach. Die Außenseite des Rohres ist in F i g. 3 weggebrochen, um die Tatsache
zu zeigen, daß dieses Rohr eine Anzahl von verschiedenen äußeren Oberflächenformen besitzen kann, die von
der Oberflächenform gemäß F i g. 2 abweichen.
F i g. 4 zeigt eine graphische Aufzeichnung von Daten, die bei der Untersuchung eines glatten Rohres
und einer Vielzahl von Rohren gewonnen wurden, welche auf ihrer Innenseite eine eingängige wendeiförmige
Rippe aufwiesen, wobei ein modifiziertes Wilson-Aufzeichnungsverfahren angewandt wurde, um die
Werte der Konstanten C1 der Sider-Tate-Gleichung zu
bestimmen. An der Abszisse der graphischen Darstellung sind der Parameter Φ und auf der Ordinate die
innere Wärmeübertragungskoeffizientskonstante C, aufgetragen. Aus der Kurve 36 wird deutlich, daß die
Konstante C, einen Höchstwert erreicht, wenn Φ = 0,365 χ 10~2 ist, und dann abfällt, wenn Φ weiter
ansteigt. Der rechte Teil der Kurve 36 gilt für einige vorbekannte Rohre. Der Punkt 38 gilt für ein Rohr mit
einem Durchmesser von etwa 2,54 cm und der Punkt 40 für ein Rohr mit einem Durchmesser von etwa 1,6 cm,
welches in dem obenerwähnten Aufsatz von Withers und Young besprochen wurde.
Die geprüften Rohre mit einer eingängigen wendeiförmigen Rippe an der Innenseite besaßen Scheitelhöhen
e zwischen ca. 0,356 mm bis ca. 1,17 mm, eine Steigung ρ zwischen ca. 0,61 cm bis ca. 1,59 cm und einen
Innendurchmesser d, zwischen ca. 1,35 cm bis ca. 3,27 cm. Diese Werte stellen jedoch keine Grenzwerte
dar, da e mindestens gleich ca. 2,28 mm sein könnte, da die Steigung ρ mindestens ca. 3,05 cm betragen könnte
und da der Innendurchmesser d, jeden Wert bis etwa ca. 7,62 cm annehmen könnte.
Obwohl der Parameter Φ eine signifikante Korrelation zwischen der Rohrgeometrie und der Sider-Tate-Konstante
C1 zeigt, welche es sehr einfach macht, ein
Rohr durch Wahl der Parameter e, ρ und d, zu entwerfen, um den nötigen Wert von Φ für den
gewünschten Wert von C1 zu erhalten, war die Korrelation (Kurve 36) für einige wenige Rohre nicht
haltbar, wie dies aus den Punkten 38,44 und 46 in F i g. 4 deutlich wird. Diese abweichenden Rohrkonstruktionen
führten für ihre speziellen Φ-Werte zu niedrigeren Werten von Ch als dies anhand der Kurve 36 gemäß
Fig.4 vorausgesagt wurde. Es stellte sich jedoch heraus, daß diejenigen Rohre, welche nicht auf die
Kurve fielen, verhältnismäßig kritische Rippenkammabmessungen besaßen. Durch Vermeiden von Rohren mit
einer Rippenkammbreite t von weniger als ca. 2,16 cm
kann der Konstrukteur sicherstellen, daß die in F i g. 4 gezeichnete Korrelationskurve 36 zutreffend ist Eine
weitere Möglichkeit besteht darin, einen anderen Parameter zu benutzen, welcher teilweise eine Funktion
der Rippenkammabmessungen ist, um den Wert von Q
zu bestimmen. Dieser Parameter ist mit .^bezeichnet
Wie aus F i g. 5 deutlich wird, besteht eine ziemlich
gute Korrelation zwischen C und X, die darin besteht,
daß C ansteigt, wenn X ansteigt Die Q-X-Kurve 48 in
F i g. 5 braucht für Rohre, bei denen der Wert von Φ kleiner ist als 0,025 χ 10-2, nicht in Betracht gezogen
werden. Wenn Φ größer ist als 0,25 χ 10-2, sollten
sowohl die Φ-Korrelationskurve 36 in F i g. 4 als auch
die X-Korrelationskurve 48 in Fig.5 berücksichtigt
werden, wobei der sich dabei ergebende geringere Wert für Q als der genauere anzusehen ist
Fig.6 zeigt eine der Fig.4 ähnliche graphische
Darstellung, in welcher die Kurve 50 den Zusammen-
hang zwischen den C,-Werten und dem Parameter Φ wiedergibt, wobei die C;-Werte jedoch auf den
(Ci)p-Wert normiert sind. Dieses abgewandelte Verfahren
der Darstellung des Zusammenhangs zwischen C, und Φ ist nützlich, wenn man die Ergebnisse aus den
verschiedenen Laboratorien vergleicht, da der Basiswert (C)p für das glatte Rohr bei unterschiedlichen
Versuchsaufbauten etwas schwanken kann.
F i g. 7 zeigt eine graphische Darstellung des Druckabfalls über dem Parameter Φ für Rohre mit einer
eingängigen wendeiförmigen Rippe auf ihrer Innenseite, wobei der Druckabfall als Reibungsfaktor /dargestellt
ist, und zwar bei einer Reynoldschen Zahl von 35 000 als Bezugsgröße. Es herrscht allgemeine Übereinstimmung,
daß der Reibungsfaktor f ein direkter Index des Druckabfalls pro Längeneinheit des Rohres ist, solange
man Rohre eines vorgegebenen Durchmessers bei der gleichen Reynoldschen Zahl vergleicht. Da aus der
Kurve 56 gemäß F i g. 7 deutlich wird, daß der Druckabfall mit dem Parameter Φ erheblich ansteigt, ist
es wünschenswert, daß die Rohre so gestaltet werden, daß man nicht zuläßt, daß Φ über den Optimalwert von
0,365 χ 10~2 ansteigt. Ein solcher Anstieg von Φ würde
nicht nur einen geringeren Wert von C, zur Folge haben, sondern vermutlich auch einen unerwünschten Anstieg
des Druckabfalls. In gewissen Fällen können vorgegebene Einschränkungen bezüglich der Länge, des Druckabfalls,
des Durchmessers usw. es als zweckmäßig erscheinen lassen, einen Wert von Φ zu wählen, der
unterhalb 0,365XlO-2 liegt, selbst wenn damit ein
geringerer Wert von C, verbunden ist.
F i g. 8 erläutert den Einfluß der Wendelsteigung ρ auf
den Außendjrchmesser eines gewellten Rohres für den Fall, daß eine eingängige wendeiförmige Rippe an der
Innenseite des Rohres durch einen Wellvorgang auf der Außenseite des Rohres erzeugt wird. Die Kurve 58
zeigt, daß durch Veränderung der Steigung ρ der Außendurchmesser CD(F i g. 1) des gewellten Bereichs
14 verändert werden kann^so daß er im Vergleich zu dem Außendurchmesser AB des glatten Endes 12 des
Wärmetauscherrohres 10 vergrößert oder verkleinert ist. Die Kurve 58 wird für jede bestimmte Legierung, für
jeden Durchmesser und für jede Wandstärke erhalten, indem man nach Wunsch eine gegebene Welltiefe
auswählt, indem man das Rohr unter verschiedenen
in Anstellwinkeln wellt und indem man den erhaltenen
Außendurchmesser und die entsprechende Steigung für jeden der Anstell- bzw. Schraubenwinkel mißt. Durch
Verbindung der Testpunkte zu einer Kurve, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist, kann die Steigung, die erforderlich ist,
! 5 um einen gleichmäßigen Durchmesser zu erhalten, ohne
weiteres bestimmt werden.
F i g. 9 zeigt eine graphische Darstellung der Wendelsteigung, die erforderlich ist, um ein gewelltes Rohr mit
einem gleichmäßigen Durchmesser zu erhalten, und
2(i zwar für jedes spezielle Produkt aus dem Rohraußendurchmesser
und seiner Wandstärke. Der spezielle, durch die Kurve 60 wiedergegebene Zusammenhang
wurde aus Daten gewonnen, weiche für ein gegebenes Rohrmaterial (90-10 Kupfer-Nickel) und eine gegebene
Well- bzw. Nuttiefe (ca. 0,81 mm) gewonnen wurden, wobei das Rohr in einer einzigen Wendel gewellt wurde.
Eine Reihe derartiger Kurven könnte für andere Rohrmaterialien und Welltiefen bestimmt werden. Die
Korrelation ist möglich, da Experimente gezeigt haben, daß eine gewisse Wendelsteigung (p) u. f. existiert,
welche zu einem Erzeugnis mit gleichförmigem Durchmesser führt, und zwar in dem Sinn, daß der
maximale projizierte Außendurchmesser des gewellten Bereichs im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des als Ausgangsmaterial verwendeten Rohres ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Metallisches Wärmetauscherrohr mit einer eingängigen inneren wendeiförmigen Rippe, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Form der Innenwand folgende Gleichung gilt:
wobei Φ ein dimensionsloser Parameter, e die Scheitelhöhe der Rippe, ρ der Abstand der
Rippengänge und d, der Innendurchmesser des Rohres ist, und Φ zwischen 0,1 χ 10~2 und
0,365 χ ΙΟ-Fliegt
2. Wärmetauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe einen konvex
gewölbten Rippenkamm aufweist, der in einen radialen Abstand y vom Rippenscheitel in axialer
Richtung eine Breite (ä 2,16 mm hat
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---|---|---|---|
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---|---|
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Families Citing this family (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5132456U (de) * | 1974-08-31 | 1976-03-10 | ||
JPS5238663A (en) * | 1975-09-22 | 1977-03-25 | Hitachi Ltd | Heat transmission tube |
JPS5169164U (de) * | 1974-11-27 | 1976-06-01 | ||
US4007774A (en) * | 1975-09-23 | 1977-02-15 | Uop Inc. | Heat exchange apparatus and method of controlling fouling therein |
JPS5924359B2 (ja) * | 1976-05-24 | 1984-06-08 | 「あきら」 富樫 | 管体 |
CH626986A5 (en) * | 1976-12-15 | 1981-12-15 | Gen Atomic Co | Heat exchange tube for a heat exchanger, and method for producing it |
DE2814828C3 (de) * | 1978-04-06 | 1981-07-09 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Gaskühler mit innenberippten Bleirohren |
JPS5514956Y2 (de) * | 1978-05-04 | 1980-04-05 | ||
US4583389A (en) * | 1978-08-28 | 1986-04-22 | Ltv Steel | Method for removing certain of the corrugations in a helically corrugated pipe |
JPS5526706Y2 (de) * | 1978-12-13 | 1980-06-26 | ||
US4305460A (en) * | 1979-02-27 | 1981-12-15 | General Atomic Company | Heat transfer tube |
GB2043867B (en) * | 1979-02-27 | 1983-11-30 | Gen Atomic Co | Heat transfer tube and method of making same |
US4228852A (en) * | 1979-02-28 | 1980-10-21 | Akira Togashi | Tubular body |
US4330036A (en) * | 1980-08-21 | 1982-05-18 | Kobe Steel, Ltd. | Construction of a heat transfer wall and heat transfer pipe and method of producing heat transfer pipe |
US4773384A (en) * | 1983-11-04 | 1988-09-27 | Modern Home Products Corp. | Adjustable gas intake assembly |
US4679544A (en) * | 1983-11-04 | 1987-07-14 | Modern Home Products Corp. | Threaded adjustable gas intake assembly |
JPS60142195A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Hitachi Cable Ltd | 内面溝付伝熱管 |
JPH06100432B2 (ja) * | 1984-06-20 | 1994-12-12 | 株式会社日立製作所 | 伝熱管 |
US4685292A (en) * | 1985-09-09 | 1987-08-11 | Zwick Energy Research Organization, Inc. | Exhaust cooling system for internal combustion engine |
US5271376A (en) * | 1991-08-12 | 1993-12-21 | Rheem Manufacturing Company | Serpentined tubular heat exchanger apparatus for a fuel-fired forced air heating furnace |
JP3315785B2 (ja) * | 1993-12-14 | 2002-08-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 吸収器用伝熱管 |
US5697430A (en) * | 1995-04-04 | 1997-12-16 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tubes and methods of fabrication thereof |
US5655599A (en) * | 1995-06-21 | 1997-08-12 | Gas Research Institute | Radiant tubes having internal fins |
JPH09152290A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 吸収式冷凍機 |
US5979548A (en) * | 1996-12-23 | 1999-11-09 | Fafco, Inc. | Heat exchanger having heat exchange tubes with angled heat-exchange performance-improving indentations |
US7017651B1 (en) * | 2000-09-13 | 2006-03-28 | Raytheon Company | Method and apparatus for temperature gradient control in an electronic system |
NO20025536D0 (no) * | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Norsk Hydro As | Fleksibel röranordning, f.eks. en rörbelg |
GB0306179D0 (en) * | 2003-03-18 | 2003-04-23 | Imp College Innovations Ltd | Piping |
US7749462B2 (en) | 2004-09-21 | 2010-07-06 | Technip France S.A.S. | Piping |
US8029749B2 (en) | 2004-09-21 | 2011-10-04 | Technip France S.A.S. | Cracking furnace |
GB0420971D0 (en) * | 2004-09-21 | 2004-10-20 | Imp College Innovations Ltd | Piping |
EP1793188A1 (de) * | 2005-12-05 | 2007-06-06 | GEA Ibérica S.A. | Oberflächenkondensator |
DE102006004704A1 (de) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | BRÜNDERMANN, Georg | Verfahren zur Optimierung von Abhitzekesseln |
US8162040B2 (en) | 2006-03-10 | 2012-04-24 | Spinworks, LLC | Heat exchanging insert and method for fabricating same |
CN1924507A (zh) * | 2006-09-08 | 2007-03-07 | 清华大学 | 用于热水器的螺旋槽换热管 |
DE102008001660A1 (de) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Visteon Global Technologies, Inc., Van Buren Township | Leichtbau Strömungswärmetauscher |
DE102008002430C5 (de) * | 2007-07-11 | 2018-03-22 | Hanon Systems | Abgaswärmetauscher mit schwingungsgedämpftem Tauscher-Rohrbündel |
DE102008030423B4 (de) | 2007-12-05 | 2016-03-03 | GIB - Gesellschaft für Innovation im Bauwesen mbH | Rohr mit einer durch Noppen Oberflächenprofil-modifizierten Außenmantelfläche |
US9816023B2 (en) * | 2008-04-07 | 2017-11-14 | Rygan Corp | Method, apparatus, header, and composition for ground heat exchange |
US9121630B1 (en) | 2008-04-07 | 2015-09-01 | Rygan Corp. | Method, apparatus, conduit, and composition for low thermal resistance ground heat exchange |
GB0817219D0 (en) | 2008-09-19 | 2008-10-29 | Heliswirl Petrochemicals Ltd | Cracking furnace |
US20120060727A1 (en) * | 2009-03-17 | 2012-03-15 | ToTAL PETROCHECMICALS RESEARCH FELUY | Process for quenching the effluent gas of a furnace |
KR101620106B1 (ko) * | 2010-01-15 | 2016-05-13 | 엘지전자 주식회사 | 이중 열교환기 |
JP5987212B2 (ja) * | 2012-12-25 | 2016-09-07 | 矢崎総業株式会社 | ワイヤハーネス |
US9885523B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-02-06 | Caloris Engineering, LLC | Liquid to liquid multi-pass countercurrent heat exchanger |
KR101601433B1 (ko) * | 2014-06-17 | 2016-03-08 | 두산중공업 주식회사 | 퍼니스용 이송관 |
JP6223298B2 (ja) * | 2014-07-31 | 2017-11-01 | 株式会社コベルコ マテリアル銅管 | 管内単相流用伝熱管 |
EP3269465B1 (de) * | 2015-03-12 | 2018-12-12 | JFE Steel Corporation | Stahlrohr, stahlrohrstruktur, herstellungsverfahren und entwurfsverfahren für ein stahlrohr |
CN109791023A (zh) * | 2016-08-05 | 2019-05-21 | 仁诺特斯实验室有限责任公司 | 壳管式冷凝器和壳管式冷凝器的换热管 |
DE102018204746A1 (de) * | 2018-03-28 | 2019-10-02 | Hanon Systems | Abgaskühler |
FR3096766B1 (fr) * | 2019-05-31 | 2021-08-06 | Manoir Pitres | tube comprenant au moins un segment torsadé à section elliptique ou lobée pour un four de vapocraquage |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3088494A (en) * | 1959-12-28 | 1963-05-07 | Babcock & Wilcox Co | Ribbed vapor generating tubes |
US3213525A (en) * | 1961-02-10 | 1965-10-26 | Babcock & Wilcox Co | Method of forming an internal rib in the bore of a tube |
US3217799A (en) * | 1962-03-26 | 1965-11-16 | Calumet & Hecla | Steam condenser of the water tube type |
US3612175A (en) * | 1969-07-01 | 1971-10-12 | Olin Corp | Corrugated metal tubing |
-
1972
- 1972-03-07 US US00232571A patent/US3779312A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-01-29 CA CA162,276A patent/CA968342A/en not_active Expired
- 1973-02-01 ZA ZA730737A patent/ZA73737B/xx unknown
- 1973-02-01 IL IL41446A patent/IL41446A/xx unknown
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- 1973-02-09 IT IT7348173A patent/IT977286B/it active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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AR196754A1 (es) | 1974-02-19 |
IL41446A0 (en) | 1973-04-30 |
IL41446A (en) | 1975-06-25 |
CH564752A5 (de) | 1975-07-31 |
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