Plattenwärmeübertrager (PWÜ) weisen im Vergleich zu anderen Wärmeübertragerbauarten
viele positive Eigenschaften auf. Trotz stetig steigender Einsatzgebiete,
auch für die Kondensation, gibt es in der frei zugänglichen Literatur noch
keine belastbaren Berechnungsmodelle für den Druckverlust und den Wärmeübergang
während dem Phasenwechsel in diesen Apparaten. Das Ziel dieser
Arbeit ist die grundlegende Untersuchung der zweiphasigen Strömungen und
deren Druckverluste und Wärmeübergänge während der Kondensation in einem
PWÜ.
In einem einzelnen gewellten Plattenspalt werden die sich ausbildenden zweiphasigen
Strömungsformen visualisiert und charakterisiert sowie in Strömungsformenkarten
kategorisiert. Der Zusammenhang der Strömungsformen mit den
zweiphasigen Reibungsdruckverlusten, den lokalen Wärmeübergängen und den
volumetrischen Dampfgehalten wird untersucht. In einem zweiten Versuchsstand
werden der Wärmeübergang und der Druckverlust während der Kondensation in
einem PWÜ als Teil eines Kompressionskältekreisprozesses analysiert. Durch lokale
Temperaturmessungen und dem Aufstellen von Energiebilanzgleichungen können
lokale Wärmeübergangskoeffizienten berechnet werden.
Auf Basis der experimentellen Ergebnisse an den Versuchsständen wird ein
phänomenologisches Modell für die abschnittsweise, strömungsformabhängige
Berechnung des Wärmeübergangs und des Druckverlustes hergeleitet.
Aktualisiert: 2019-10-17
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