
Bei der Strömung von Flüssigkeiten und Gasen durch Rohre hängen Wärmeübergang und Druckverlust neben den Stoffwerten des Fluids und der Strömungsart maßgeblich von der Struktur der wärmeübertragenden Oberfläche ab. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung eignen sich Drallrohre, die für einen frühzeitigen laminar turbulenten Strömungsumschlag, für einen besseren Kondensatabfluss oder für eine gezielte Bildung von Flüssigkeitsfilmen sorgen. Dabei nimmt der Wärmeübergang stärker zu als der Druckverlust, was zu kleineren Wärmetauschern und niedrigeren Betriebskosten führt. Gleichzeitig weisen Drallrohre durch den Selbstreinigungseffekt eine geringere Verschmutzungsneigung auf.
Das Programm DRLL berechnet auf der Grundlage experimenteller Ansätze den Wärmeübergangskoeffizienten α [1] und den Widerstandsbeiwert ζ bzw. Druckverlust Δp [2] in durchströmten Drallrohren. Ein Beispiel findet sich umseitig.
[1] Wärmeübergang in einphasig durchströmten Drallrohren, Wärmetechnische Information der hde Metallwerk GmbH, Menden, 1994
[2] Druckabfall bei Strömungen in einseitig- und kreuzgedrallten Rohren, Wärmetechnische Information der hde Metallwerk GmbH, Menden, 1992
Drallrohre sind im Wärmetauscherbau einsetzbar, sofern es die Verschmutzungsneigung des Mediums zuläßt und bei der gestellten Aufgabe der Wärmeübergang in den Rohren verbessert werden soll.
Folgende Beispielrechnung zeigt die Unterschiede zwischen Drall- bzw. Glattrohren.
Die Berechnung wird mit dem Programmpaket AC und Modul DRLL als Erweiterung durchgeführt
Ergebnis:
Mit Drallrohren ergibt sich für den betrachteten Durchsatzbereich eine um 14 bis 17% kürzere Rohrlänge. Der Druckverlust ist geringfügig niedriger.
Für die endgültige Entscheidung muß ein Kostenvergleich durch Gegenüberstellung von Rohr- und Betriebskosten vorgenommen werden.