DE717766C - Process to improve the heat transfer - Google Patents

Description

Verfahren zur Verbesserung der Wärmeübertragung Es ist bekannt, daß die Wärmeübertragung in flüssigkeitführenden, heizgasbespülten Rohren steigt, wenn durch Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit oder andere Mittel Wirbelungen erzeugt Und damit im schnelleren Wechsel und Fortlauf die Flüssigkeitsteilch en in die Nähe der wärmeaustauschenden Wand geführt werden. Eine ähnliche Wirkung kann auch durch Hinundherbewegen der Rohre erzielt werden.Methods of improving heat transfer It is known that the heat transfer in liquid-carrying, hot gas-flushed pipes increases when eddies generated by increasing the flow rate or other means And thus the liquid particles in the vicinity in a faster change and continuation the heat exchanging wall. A similar effect can also be achieved by Reciprocating the tubes can be achieved.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei diesen bekannten Einrichtungen wohl die Teilchen der turbulenten Kernströmung durcheinandergewirbelt werden, an der Wandung -aber eine Von dieser unbeeinflußte Grenzschicht Verbleibt, die dem Wärmeübergang einen erheblichen Widerstand entgegensetzt.It has now been found that in these known devices the particles of the turbulent core flow are likely to be whirled around the wall -but a boundary layer unaffected by this remains, which is the Opposes a considerable resistance to heat transfer.

Um hier Abhilfe zu schaffen und damit eine wesentliche Verbesserung bei von flüssigem oder gasförmigem Mittel durchströmten Wärmeaustauschern, die außen von einem Kühl- oder Heizmittel umspült werden, zu erreichen, werden erfindungsgemäß die Wärmeaustauschkörper bzw. deren Wandlungen durch an sich bekannte Einrichtungen, z. B. ;nach Art der Vibrationssiebe, in Schwingungen versetzt, deren Frequenz bei einer Schwingungsweite von I bis 5 mm in der Größenardnung von mindestens I5oo je Minute liegt. Der Wärmeaustausch kann bei einem solchen Verfahren dadurch noch giüstiger gestaltet werden, daß dem zu erwärmenden oder abzukühlenden Mittel gleichzeitig eine fortlaufende oder umlaufende Eigenbewegung erteilt wird.In order to remedy this and thus a significant improvement in the case of heat exchangers through which liquid or gaseous media flow, the outside be washed around by a coolant or heating medium, are to be achieved according to the invention the heat exchange bodies or their conversions by means of known devices, z. B.; like vibrating sieves, set in vibration, their frequency at an oscillation amplitude of 1 to 5 mm in the size range of at least 150 each Minute lies. The heat exchange can be even more beneficial in such a process be designed that the agent to be heated or cooled at the same time a continuous or revolving proper movement is granted.

Ferner kann er durch in oder auf die Wärmeaustauscher fest oder lose ,angebrachte, gut leitende und die Kleinstschwingengen mitmachende Wärmeaustauschkörper, wie Hohlringe, Ketten o. dgl.. zusätzlich erhöht werden.Furthermore, it can be fixed or loose by in or on the heat exchanger , attached, well-conducting heat exchange bodies that participate in the smallest swing arms, such as hollow rings, chains or the like .. are additionally increased.

Ein solches Verfahren wurde beispielsweise zum Kühlen heißen Wassers versuchsweise angewandt und dabei folgendes festgestellt: Steht der Behälter mit dem heißen Wasser still, so wird etw ,a fünfmal so, lange Zeit zur Abkühlung benötigt, als wenn der Behälter nach dem oben geschilderten Verfahren Wechselbewegungen unterzogen wird. Dieses Verhältnis ergab sich mit und ohne Anblasen der Behälterwand mittels Kühlluft. Außenich zeigte sich deutlich sichtbar, insbesondere im gläsernen Versuchsgefäß, die Umwälzung des Wassers dergestalt, d,aß das gleiche Bild entsteht, ,als wenn fein verteilte Kohlensäure oder Luftbläschen fortlaufend im Wasser ein Aufwirbeln oder Brodeln bewirken.One such method has been used for cooling hot water applied on a trial basis and found the following: Does the container stand with still in the hot water, so it takes about five times as long to cool down, than when the container is subjected to alternating movements according to the method described above will. This ratio was obtained with and without blowing on the container wall by means of Cooling air. Outside I was clearly visible, especially in the glass test vessel, the circulation of the water in such a way that the same picture emerges as when finely distributed carbon dioxide or air bubbles continuously whirling up in the water or cause simmering.

Die Ausbildung einer Vorrichtung für das Vorstehend beschriebene Verfahren kann in beliebiger Weise erfolgen. Sao können .die das zu erwärmende oder abzukühlende, gasförmige oder flüssige Mittel führenden Vorrichttungen aus einzelnen oder mehreren hintereinandergeschalteten Rohren bestellen, deren Bcwegung auf und ab oder hin und her gehend kreisförmig oder elliptisch sein kann. Hauptlache ist eine genüigend schnelle Anzahl von Impulsen von mindestens I5oo je Minute bei I bis 5 mm Schwingungsweite.The formation of an apparatus for the method described above can be done in any way. They can do that to be heated or devices to be cooled, gaseous or liquid agents order single or multiple pipes connected in series, their movement up and down or back and forth can be circular or elliptical. Main pool is a sufficiently fast number of impulses of at least 150 per minute I up to 5 mm amplitude.

Die Vorrichtung kann aber auch kastenartig ausgebildet sein und durch eine schnell umlaufende, mit einem Gegengewicht versehene Scheibe in schnelle kleine Kreisschwingungen versetzt werden, so daß das außen um oder an den Kasten geleitete Heiz- oder Kühlgas an fortlaufend schnell ihre Lage wechselnde Teilchen des Mittels Wärne abgeben oder von diesen aufnehmen kann.The device can also be box-like and through a fast rotating, counterbalanced disc into fast small ones Circular vibrations are offset, so that the outside led around or to the box Heating or cooling gas to continuously rapidly changing their position particles of the agent Can give off heat or receive from it.

Fbenso ist es möglich, in solche Wärneaustauscher gut wärmeleitende, metallische Wärmeaustauschkörper lose oder fest einztbringen, welche die Schwingtingen oder Kleinst bewegungen mitmachen, den Wärmeatstausch beschleunigen und ein Festsetzen des flüssigen oder gasförmigen Mittels verhindern. Außerdem können Einbauten vorgesehen sein, die beim Drehen des Wärmeatstatschers das Mittel vorwärts oder in sonst gewollter Richtung bewegen.It is also possible to use heat-conducting, Bring metallic heat exchange bodies loose or solid, which the oscillating arms or take part in the smallest of movements, accelerate the heat exchange and get stuck prevent the liquid or gaseous agent. In addition, fixtures can be provided be that when turning the Wärmeatstatschers the means forward or in otherwise intentional Move direction.

Das neue Verfahren soll durch die angeführten Beispiele nicht beschränkt werden. Vielmehr sind auch andere denkbar; wesentlich ist aber, daß das Festsetzen des zu erwärmenden oder abzukühlenden, flüssigen oder gasförmigen Mittels und damit die Bildung von den Wärmeübergang störenden Grenzschichten verhindert bzw. wenn diese entstanden sind, ihre Auflösung und damit eine Durchwirbelung des ganzen Mittels erreicht wird.The new method is not intended to be restricted by the examples given will. Rather, others are also conceivable; What is essential, however, is that the fixing of the liquid or gaseous medium to be heated or cooled and thus the formation of boundary layers that interfere with the heat transfer is prevented or if so these have arisen, their dissolution and thus a whirling through of the entire medium is achieved.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Verbesserung des Wärmeüberganges durch Beeinflussung der Grenzschicht an von flüssigen oder gasförmigen Mitteln durchströmten Wärmeaustauschern, die außen von einem Kühl-oder Heizmittel umspült werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschkörper bzw. deren Wandungen durch an sich bekannte Einriclttungen, z. B. nach Art der Vibrationssiebe, in Schwingungen versetzt werden, deren Frequenz bei einer Schtingungsweite von I bis 5 mm in der Größenordntg l mindestens I 5oo ie Minute liegt. PATENT CLAIMS: I. Process for improving heat transfer by influencing the boundary layer on which liquid or gaseous media flowed through Heat exchangers around which a cooling or heating medium flows around the outside thereby characterized in that the heat exchange body or its walls by per se known Einriclttungen, z. B. on the type of vibrating sieves, set in vibration the frequency of which is in the order of magnitude with a oscillation width of 1 to 5 mm l is at least 1 500 ie minute. 2. Verfahren nach Anspruch I, cadurchl gekennzeichnet, daß das zu erwärmende oder abzukühlende Mittel gleichzeitig eine fortlaufende oder umlaufende Eigenbewegung erhält. 2. The method according to claim I, characterized by that the agent to be heated or cooled is a continuous or at the same time revolving proper movement receives. 3. Verfahren nach Atnspruch I und a, dadurch gekennzeiclnet, daß die Wärmeübertragung durch in oder auf die austauscher fest oder lose angebrachte, gut leitende und die Kleinstbewegung mitnaclende Wärmeaustatsclkörper, wie Hohlringe, Ketten o. dgl., ztts:itzlicli erbölit wird.3. Method according to claim I and a, thereby marked, that the heat transfer through firmly or loosely attached in or on the exchanger, heat exchangers that conduct well and carry the smallest movement, such as hollow rings, Chains or the like, partly: itzlicli is erbölit.