Lauterbach Verfahrenstechnik schließt die Lücke im Wärmeübertrager-Bereich
Zur Berechnung von allgemeinen Kondensationsvorgängen ist ein Berechnungsprogramm von LV zur thermischen und hydraulischen Auslegung / Simulation von Rohrbündelkondensatoren mit glatten oder berippten Rohren sowie Plattenkondensatoren verfügbar. Das kondensierende Medium kann entweder ein Reinstoff oder ein Mehrkomponenten-Gemisch mit / ohne Inertgas-Anteil sein. Neben dem eigentlichen Kondensationsvorgang berücksichtigt das Programm auch die Enthitzung des Dampfes bis zur Taupunktstemperatur sowie eine eventuelle Unterkühlung des Kondensates. Die Kondensation kann sowohl in den Rohren als auch im Mantelraum erfolgen. Bei der Auslegung wird zwischen liegenden und stehenden Apparaten unterschieden, wobei bei stehenden Kondensatoren der Dampf und das ablaufende Kondensat im Gleichstrom oder im Gegenstrom geführt werden kann.
Das Programm greift auf zwei von LV entwickelte Module zurück, die zum einen die benötigten Stoffdaten für die Dampf- und Kondensatkomponenten bereitstellen (PROPER) und zum anderen einen konstruktionsgerechten Rohrspiegel erzeugen (SPIE). Dieser Rohrspiegel kann in einer Rohrspiegelbibliothek abgespeichert und als DXF-File an verschiedene CAD-Programme weitergegeben werden.
Die Stoff- und Wärmeübergangsmechanismen werden mit einem Zellenmodell diskretisiert beschrieben. Es wird hierfür auf die Ansätze im Kapitel Jbb des VDI-Wärmeatlas 8. Auflage zurückgegriffen, die die Diffusionsprozesse und die lokalen Gleichgewichtsbedingungen zu einem mathematischen Verfahren zusammenfassen und einer iterativen Lösung zugänglich machen.
Zusätzlich enthält das Programm noch einen weiteren Lösungsansatz nach der "Resistance Proration"-Methode. Diese Methode beschreibt, unter Verwendung von empirischen Korrekturen, den Kondensationsprozeß näherungsweise auf der Grundlage einer als "Heat Curve" bezeichneten Gleichgewichts-(Tau)Kurve. Die "Heat-Curve" kann entweder mit dem Stoffwertgenerator berechnet oder vom Anwender eingegeben werden.
Die apparative Beschreibung wird durch das Zellenmodell vorgenommen, das gleichzeitig zur Inkrementierung der Stoff- und Wärmeübergangsvorgänge dient. Für jede Zelle werden die Bilanzgleichungen sowie Beziehungen für die Stoff- und Wärmeübergangsvorgänge iterativ gelöst. Sie beschreiben die Zusammenhänge zwischen der Kernströmung des Dampfes, den Diffusions- und Gleichgewichtsbedingungen in der Diffusionsgrenzschicht (einschließlich des Wärme- und Stoff-überganges), des Kondensatfilmes und des Wärmeüberganges an das Kühlmittel sowie die Massen- und Energiebilanz.
Insbesondere für die kritischen Bereiche großer Verdünnung z.B. bei der Lösungsmittelrückgewinnung und bei der Kondensation aus inerter Umgebung, wird mit diesem Programm eine berechnungstechnische Verbesserung erreicht. Damit können die apparativen Grenzen enger gefaßt und kostengünstigere Apparate hergestellt werden.
Die aufwendigen Berechnungen erfordern einen leistungsfähigen PC.