DE648190C

DE648190C - Waermeuebergangsflaeche

Info

Publication number: DE648190C
Application number: DEA72985D
Authority: DE
Original assignee: HERMANN CARL AMME
Current assignee: HERMANN CARL AMME
Priority date: 1933-04-13
Filing date: 1934-04-14
Publication date: 1937-07-24

Description

Man hat bereits vorgeschlagen, Wärmeübergangsflächen mit Vorsprüngen verschiedener Art zu versehen, um eine Steigerung der Wärmeübergangsleis tung zu erreichen. Ins besondere hat man zu diesem Zweck Wärmeübergangsflächen bereits mit buhnen- oder leistenförmigen Vorsprüngen ausgestattet, die quer zur Strömungsrichtung verlaufen. Wenn die Strömung über diese Buhnen hinweggleitet, wird sie für einen kurzen Augenblick von der Wärmeübergangsfläche abgehoben, so daß also ihr Berührungsweg mit der Fläche . unterbrochen wird.

Ferner hat man die Vorsprünge einer Wärmeübergangsfläche auch bereits in Form von Zapfen, Nadeln o. dgl. ausgebildet, zwischen denen die Strömung hindurchgeht.

Erfindungsgemäß wird die Anordnung der bekannten Ablenkbuhnen mit den ebenfalls

ao bekannten Zapfen oder Nadeln vereinigt. An Stelle der Zapfen können auch abweichend gestaltete einzelne Vorsprünge, z. B. kurze rippenförmige Vor Sprünge (mit Unterbrechungen versehene Rippen), Verwendung finden.

Diese besondere Ausbildung der Vorsprünge bietet den Vorteil, daß die Unterbrechung des Berührungsweges der an der Wärmeübergangsfläche entlang fließenden Strömung nicht nur an den vorstehenden Zapfen, zwischen denen die Strömung hindurchgeht, sondern auch nochmals auf der Grundfläche erfolgt.

Von dieser wiederholten Unterbrechung des Berührungsweges hängt aber die Strömung der den Wärmeübergang behindernden Grenzschicht ab, so daß durch die neue Ausgestaltung der Vorsprunge eine wesentliche Verbesserung des Wärmeübergangs erzielt wird. Zwischen den erfindungsgemäß angeordneten Nadeln, Zapfen oder unterbrochenen Rippen können noch weitere in Strömun.gsriichtuin|g verlaufende flossenartige Vorsprunge ange- ordnet sein, so daß die Vorsprünge etwa die Form von buhn- oder leistenbesetzten Langrippen erhalten. Die leistenförmigen Vorsprünge der Grundwand können auch ringwallförmig oder auch sich kreuzend ausgebildet werden. Dabei werden die Zapfen oder Nadeln an den Kreuzungsstellen der Vorsprünge angeordnet. Falls die quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Buhnen auf beiden Seiten der Wärmeübergangsfläche angeordnet sind, werden sie zweckmäßig zwecks Erhöhung der Festigkeit der Wand gegeneinander versetzt. Ebenso können auch die in der Längsrichtung der Strömung vorgesehenen Vorsprünge gegeneinander versetzt angeordnet sein, um die Durchmischung kälterer und · wärmerer Teile des fließenden Stoffes zu begünstigen und die Verschmutzung der Vorsprünge zu verringern.

In der Praxis hat sich die Einhaltung gewisser Abmessungen" der Abstände der Vor-

643190

sprünge, ihrer Stärke und Länge als -zweckmäßig erwiesen.

Vorteilhaft gibt man den aus der Grundwand herausragenden leistenförmigen Vor-Sprüngen eine Höhe von höchstens 40 mm oder weniger und ordnet sie in der Strqmungsrichtung wie quer zu derselben gesehen in Abständen von höchstens 100 mm voneinander an. Die Buhnen werden im übrigen so gestaltet, daß sie nur teilweise, insbesondere auf der Prall- oder Ablenkseite, den Stromlinien des fließenden Stoffes angepaßt sind, während hinter der Ablenkfläche die Wand hinter die Stromlinien derart zurücktritt, daß die Länge der von den Stromlinien nicht berührten Wandfläche 0,3- bis 4mal so groß i9t wie die Länge der berührten Wandfläche. Dieselben Abmessungsverhältnisse sind dabei auch für die Zapfen, Nadeln oder unterbrochenen Rippen gegeben. Zweckmäßig werden die Vorsprünge mit der. Grundwand in einem Stück z. B. in Form eines Gußstücks hergestellt oder mit der Grundwand z. B. durch Verlöten oder Verschweißen metallisch fest *5 verbunden.

Die erfindungsgemäß durchgeführte völlige Ablösung der Strömung hinter den Vorsprüngen unter Bildung eines kleinen Hohlraumes, in welchem die Strömung die Wand nicht berührt, bringt, abgesehen von der Steigerung der Wärmeübergangsleistung, noch den Vorteil einer weitgehenden Selbstreinigung der Wärmeübergangsfläche von Ruß, Flugasche, Staub usw. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß Apparate, bei denen die neue Ausbildung der Wärmeübergangsfläche angewandt wird, langer als bisher ohne besondere Reinigungsmaßnahmen bei gleichbleibender .Leistung in Betrieb gehalten werden können. In der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Aueführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt.

In Abb. ι bezeichnet das Bezugszeichen 1 die an der Grundwand angeordneten Querleisten. An den Querleisten oder an der Grundwand sind Zapfens angeordnet, die wieder durch Zwischenleisten, Zwischenwände oder Rippen 3 ganz oder teilweise miteinander verbunden sein können. _m 50 Abb. 2 zeigt dieselbe Anordnung in Draufsicht von links gesehen. Es bezeichnet hier wiederum das Bezugszeichen 1 die auf der Grundwand aufsitzenden Querleisten. Diese verlaufen zwischen je zwei Zapfen 2. Zwischen den Zapfen 2 wiederum verlaufen die Zwischenwände 3 (Flossen) in Strömungsrichtung. Zwischen unteren Leisten, Zapfen und Zwischenwänden liegen eingeschlossen die hinter die Stromlinien zurückspringenden Vertiefungen 4.

Abb. 3 ist ein Schnitt nach Linie A-b in Abb. ι. In Abb. 3 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in Abb. 1 und 2.

Die erfindungsgemäß angeordneten Buhnen oder Leisten können mit verschiedenartigem ■Querschnitt gestaltet werden.

Abb. 4 bis 11 veranschaulichen verschiedene Möglichkeiten der Querschnittsgestaltung der Buhnen beispielsweise.

Die Erfindung kann mit Vorteil angewandt werden bei Wärmeaustauschern jeder Art, z. B. Anlagen und Vorrichtungen zum Verdampfen, Kondensieren, Überhitzen, Erwärmen, Kühlen, Kochen, Verdunsten, Trocknen, Schmelzen, Rösten, Destillieren, Calcinieren, Schwelen, Vergasen, Entgasen, Brennen, Eindicken, Kristallisieren, Verbrennen, Heizen, Zünden, Glühen, Härten fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe, insbesondere Dampferzeuger, Flüssigkeitserhitzer, Wände zur Warmebehandlung fester Stoffe, Schmelz-, Rost-, Koch-, 'Calcinier-, Destillier-, Schwel-, Brenn-, Kristallisier- und Eindiekungsanlagen, Trocknungs-, Verdunstungs-, Feuerungsanlagen, Heizapparate, Anlagen zur Wärme- oder Kühlbehandlung chemischer Stoffe, Entgasungs-, Vergasungs- und Verbrennungseinrichtungen, Kühlern, Kühlanlagen, Kältemaschinen, Vorrichtungen zur Herstellung und Wärme- bzw. Kühlbehandlung von Speisen und Getränken, zum Kochen und Schmelzen von Stoffen für die Lack- und Farbenindustrie, Wänden an öfen und Herden, Wäschekochvorrichtungen, Radiatoren, Zylinderkühlung für Motoren, Automobilkühlern und ähnlichen Anlagen.

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeübergangsfläche mit Buhnen oder Leisten, die quer zur Strömungsrichtung verlaufen und die in der Strö-

. mungsrichtung hintereinander in mehrfacher Wiederholung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die buhnen- . oder leistenbesetzte Grundfläche mit Vor-Sprüngen in Form von Zapfen, Nadeln oder unterbrochenen Rippen ausgestattet ist, zwischen denen die Strömung hindurchgeht, so daß eine Unterbrechung des -Berührungsweges nicht nur an den Zapfen, Nadeln oder unterbrochenen Rippen, sondern auch zwischen diesen an den leistenförmigen Vorsprüngen der Grundwand erfolgt.

2. Wärmeübergangsfläche nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zapfen, Nadeln oder unterbrochenen Rippen in Strömungsrichtung verlaufende Flossen angeordnet sind.

3. Wärmeübergangsfläche nach Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundwandvorsprünge ringförmig

oder sich kreuzend ausgebildet und die Zapfen oder Nadeln an den Kreuzungsstellen der Vorsprünge angeordnet sind. 4. Wärmeubergangsnäche nach Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf beiden Seiten der Wärmeübergangsfläche quer zur Strömung verlaufen den Buhnen gegeneinander versetzt angeordnet sind.

5. Wärmeübergangsfläche nach Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Längsrichtung der Strömung verlaufenden Vorsprünge gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen