Verfahrenstechnik

D-Rippenrohr-Wärmetauscher - Wärmetauscher mit reduzierter Schwingungsneigung

Ref.-Nr. 4330

Keywords: Wärmetauscher, Rippenrohr, Glattrohr, Schwingung, Druck, Wärme, Energie, Wärmeüberträger, Heiztechnik, Lüftungstechnik, Klimatechnik

Die Schwingungen werden dadurch hervorgerufen, dass die Stellen, an denen sich die Strömung von den Rohren ablöst, nicht fixiert sind. Wegen der runden Kontur der Rohre können sich die Ablösestellen  innerhalb eines gewissen Bereiches periodisch verlagern, wodurch schwankende Druckverteilungen entstehen, die wiederum die Schwingungen induzieren. Durch das Anbringen von drei kleinen um 120 Grad versetzten Dreiecksrippen, die in Längsrichtung der Rohre verlaufen, können die Ablösestellen symmetrisch auf den Rohrrückseiten fixiert werden. Dadurch bilden sich hinter den Rohren symmetrische Rezirkulationszonen mit stabilen Druckverteilungen. In Simulationen konnte gezeigt werden, dass durch die Dreiecksrippen deutlich gleichförmigere Geschwindigkeitsverteilungen erreicht werden können (s. Abbildung), die wiederum zu geringeren Druckschwankung und insgesamt zu deutlich geringeren Druckverlusten gegenüber den einfachen Glattrohren führen.

Kommerzielle Anwendung

Der D-Rippenrohr-Wärmetauscher kann ideal in Systemen eingesetzt werden, bei denen eine glatte Rohroberfläche gefordert ist, um Ablagerungen am Rohr zu vermeiden. Aufgrund der oben beschriebenen Wirkung des Rohrprofils kann eine Schallreduktion und eine Erhöhung der Lebensdauer durch eine reduzierte Materialbelastung erreicht werden. Der Aufwand zur Schalldämmung kann deutlich reduziert werden.

Aktueller Stand

Eine deutsche Patentanmeldung wurde beim DPMA eingereicht. Im Namen der Hochschule Bochum bieten wir interessierten Unternehmen die Möglichkeit zu Lizensierung und zur Weiterentwicklung der Technologie.

Eine Erfindung der HS Bochum.

Dipl.-Ing. Andreas Brennemann

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