DE2901910A1

DE2901910A1 - Stroemungsleitvorrichtung

Info

Publication number: DE2901910A1
Application number: DE19792901910
Authority: DE
Inventors: Rene Gossalter
Original assignee: SWISSCAL HOLDING SA
Current assignee: SWISSCAL HOLDING SA
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1980-01-24
Also published as: BR7808623A; FR2415219A1; FR2415219B1; IL56489A; ES477070A1; ZA784076B; DE2901910C2; GB1601667A; AR220362A1; US4397350A; CH630721A5; BE873628A

Description

Beschreibung: STROEMUNGSLEITVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Leitvorrichtung zur Führung der Strömung im Aussenraum von Rohrbündel apparaten.

Die Erfindung ermöglicht die Verbesserung des Wärmeübergangs bei kleinerem Druckabfall und die einfachere Einfädlung der einzelnen Rohre bei der Montage der Rohrbündel apparate. Ohne die Leitvorrichtung strömen die Medien im Aussenraum von Rohrbündelapparaten entlang der Rohre. Die Geschwindigkeitsverteilung ist ohne Strömungslei tvorrichtung ungleichmässig über den Aussenraum verteilt, so dass sich im Verhältnis zum Druckverlust niedrige Wärmeübergangszahlen ergeben. Der Wärmeübergang nimmt bekanntlich unterproportional mit der Geschwindigkeit zu, während der Druckverlust weit überproportional, fast quadratisch, zunimmt.

Weiter ist bekannt, dass sich der Wärmeübergang bei Queranströmung von Röhren bedeutend erhöht gegenüber dem erreichbaren Wärmeübergang bei Längsströmung.

Leitvorrichtungen, um eine bessere Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit und um vor allem teilweise Querströmung zu erreichen, sind als sogenannte Einbauten bekannt.

Die bis heute bekannten Leitvorrichtungen weisen aber erhebliche Mängel auf. Sie ergeben einen geringen Gewinn an Wärmeübergang, jedoch einen unverhältnismässig hohen Druckverlust.

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Zusätzlich entstehen mit den bekannten Leitvorrichtungen Zonen mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten, in denen die Gefahr von RUckstandsbi!düngen vergrössert ist.

Bekannt sind u.a. abgeschnittene Kreisscheiben, die quer zur Achse und mit der Kreisabschnittkante gegeneinander und in gleichmässigen Abständen voneinander im Aussenraum angebracht werden.

Diese Leitvorrichtungen zwingen die Medien im Aussenraum hin und her, zum Teil also quer zu den Röhren zu strömen, wobei die Kreisabschnittkante mehr oder weniger mit 180° umströmt wird.

Diese erzwungene Umlenkung von 180° ergibt sehr ungleichmässige Geschwindigkeitsverteilungen und teilweise Längsströmungen im Aussenraum, so dass nicht eine dem Druckverlust entsprechende Verbesserung des Wärmeübergangs erreicht werden kann.

Weiter sind sogenannte Scheibeneinbauten als Leitvorrichtungen bekannt. Diese Scheiben besitzen für den Strömungsdurchlass in der Mitte normalerweise eine kreisförmige Oeffnung und in einem achsialen Abstand davon eine Stauscheibe mit grösserem Durchmesser als die zentrale Oeffnung der vorhergehenden Scheibe.

Auch bei der Scheibenleitvorrichtung wird das im Aussenraum strömende Medium nur teilweise zu den eingebauten Rohren quergeführt und die Umlenkungen um 180° verschlechtern das Verhältnis des Wärmeübergangs zum Druckverlust in. gleicher Weise wie bei den Kreisabschnittvorrichtungen.

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ORIGINAL INSPECTED

Eine Strömungsleitvorrichtung nach Erfindung ermöglicht im Gegensatz zu dem bisher Bekannten eine etwa gleichförmige Drallströmung mit gleichmässiger Queranströmung der Rohre.

Eine Strömungsleitvorrichtung nach Erfindung besteht aus Kreisausschnittscheiben mit einem Ausschnittwinkel gleich oder kleiner als 180° und Abstandsstützen, die die Kreisausschnittscheiben mit gleichem oder gleichmassig verändertem Abstand halten.

Die Kreisausschnittscheiben sind von Scheibe zu Scheibe etwa um die Grosse des Kreisausschnittwinkels um die Apparateachse gedreht angeordnet, so dass eine wendeltreppenartige Anordnung den Aussenraum des Rohrbündelapparates durchzieht.

Durch Veränderung der Höhe der Abstandsstützen verändert sich der dem Medium zur Verfugung stehende Strömungsquerschnitt. Auf diese Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit im Aussenraum beliebig variiert werden.

Strömungsleitvorrichtungen nach der Erfindung ergeben eine gleichmässige Querströmung, ohne.dass die Strömungsrichtung mehrmals brüsk geändert wird.

Mit Strömungsleitvorrichtungen nach der Erfindung entstehen keine Zonen mit erheblich verringerter Geschwindigkeit.

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Strömungsvorrichtungen nach der Erfindung ergeben erhebliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Leitvorrichtungen.

Die Geschwindigkeit ist über den Strömungsweg gleichmassig verteilt und der Wärmeübergang wird bei gleichem Druckverlust wesentlich grosser.

Die Gefahr der Rückstandsbildung ist sehr stark reduziert.

Durch Vergrösserung oder Verkleinerung der Kreisaus schnittscheibenabstände längs des Strömungsweges können die Volumenänderungen des Mediums beim Durchströmen des Aussenraumes des Rohrbündelapparates so ausgeglichen werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit den für den Wärmeübergang günstigsten Wert beibehält..

Bei Anwendung der Erfindung zum Bau von Kondensatoren oder Verdampfern kann zum Beispiel der mittlere Wärmeübergang bei Kondensatoren wesentlich gesteigert werden.

Eine beispielsweise Ausführungsform einer Strömungslei tvorrichtung nach Erfindung ist in den Zeichnungen Fig. 1 bis 4 dargestellt.

In Fig. 1 ist eine Kreisausschnittscheibe in Aufsicht mit einem Ausschnittwinkel von 60° dargestellt.

Fig. 2 stellt eine Abstandsstütze dar, um die Kreisausschnittscheibe in entsprechendem Abstand festzuhalten.

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Fig. 3 stellt einen Querschnitt durch einen Rohrbündelapparat quer zur Achse dar, in dem der besseren Uebersicht wegen nur drei Kreisausschnittscheiben eingezeichnet sind.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der in Fig. 3 dargestellten Schnittfläche E-E-.

Die drei in Fig. 3 dargestellten Kreisausschnittscheiben besitzen die Bezeichnung 1, 2 und 3, wobei die Kreisausschnittscheibe 2 in einem durch die Abstandsstütze 4 bestimmten Abstand höher liegt als die Kreisausschnittscheibe 1

Die Kreisausschnittscheibe 3 ist ebenfalls um denselben Abstand höher als die Kreisausschnittscheibe 2

Die Höhersetzung der um 60° verdrehten nächsten Kreisausschnittscheibe wiederholt sich über die ganze Länge der Strömungsleitvorrichtung.

Die Kreisausschnittscheibe 3 gemäss Fig. 1 besitzt drei Bohrungen für den Durchlass der Rohre 5 und sechs Bohrungen 14» in welche die Zapfen 15 der Abstandsstützen 4 eingepresst werden.

In Fig. 3 sind die Abstandsstützen 4, die in die Kreisausschnittscheibe 3 eingepresst sind, auf einer Seite geschnitten dargestellt. Dadurch wird ersichtlich, dass die Abstandsstützen den Zwischenraum zwischen den Rohren und zwischen den Rohren 5 und dem Mantel 6 verdecken, so dass das Medium gezwungen ist, der wendel treppenfö'rmigen Anordnung der Kreisauschnittscheiben zu folgen.

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Die Abstandsstützen zwischen den Kreisausschnittscheiben können so angeordnet werden, dass sie den freien Raum
zwischen den Röhren und den Kreisausschnittscheiben von Stufe zu Stufe in der Stufenhöhe verdecken, so dass das Medium gezwungen ist, den Aussenraum drai1förmig zu
durchströmen.

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Claims

PATENTANSPRUCH 1

Strömungsleitvorrichtungen für die Strömung im Aussenraum von Rohrbündelapparaten dadurch gekennzeichnet, dass Kreisausschnittscheiben mit einem Zentrumswinkel gleich oder kleiner als 180° mit gegensei tigern Abstand und jeweils etwa um die Grosse des Zentrumswinkels gedreht so angeordnet werden, dass eine wendeltreppenartige Führung für das im Aussenraum strömende Medium entsteht und dass die Durchströmungsmöglichkeit zwischen den Kreisausschnittscheiben und den Rohren gehindert wird.

PATENTANSPRUCH 2

Strömungsleitvorrichtungen nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstützen zwischen den Kreisausschnittscheiben so angeordnet und dimensionniert sind, dass die Abstandsstützen die Durchströmung zwischen den Kreisausschnittscheiben und den Rohren hindern.

PATENTANSPRUCH 3

Strömungsleitvorrichtungen nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Kreisausschnittscheiben längs der Strömung kleiner oder grosser werden.

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