Bei einem Wärmetauscher findet eine Übertragung von Wärmeenergie von einem Stoffstrom zum anderen statt, wobei kein direkter Kontakt der beiden Stoffströme besteht.
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Je nach Art der Stoffstromführung unterscheidet man 3 Arten von Wärmetauschern. Dabei ist die Wärmetauscher Auslegung bzw. der übertragbare Wärmestrom abhängig von der Wärmeaustauschfläche , dem Wärmedurchgangskoeffizienten und der logarithmischen Temperaturdifferenz. Zur Berechnung der Wärmetauscher Auslegung benötigt man die allgemeine Grundgleichung für Wärmetauscher: Q= K * A * delta Tm log
Q= Wärmestrom (W)
K= Wärmedurchgangskoeffizient (W/(m²*k))
A= Austauschfläche (m²)
delta Tm log= mittlere log. Temperaturdifferenz °C
Wärmetauscher Auslegung Online Auslegungsprogramm
Bei einem Gleichstromwärmetauscher fliesen beide Ströme in gleicher Richtung nebeneinander. Die Temperaturdifferenz ist bei diesem Wärmetauscher am Anfang am größten und nimmt bis zum Ausgang des Wärmetauschers immer weiter ab.
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D.h. beide Stoffströme nähern sich einer gemeinsamen Austrittstemperatur. Bei einem Gegenstromwärmetauscher ist die Temperaturdifferenz vom Massenstrom und der spezifischen Wärmekapazität abhängig. Die Stoffströme strömen in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbei, wobei die Temperaturen der Ströme ausgetauscht werden. Die Leistung eines Gegenstromwärmetauschers ist bei gleicher Austauschfläche größer als die eines Gleichstromwärmetauschers. Um die Wärmetauscher Auslegung bei einem Gleichstrom oder Gegenstromwärmetauscher berechnen zu können muss man die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz delta Tm log ermitteln. Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel:
delta Tm log = delta Tmax – delta T min/ ln (delta Tmax /delta T min)
delta Tm log= mittlere log. Temperaturdifferenz °C
delta Tmax= max. Temperaturdifferenz °C
delta Tmin= min. Temperaturdifferenz °C
Bei einem Kreuzstromwärmetauscher muss zur Berechnung der Wärmetauscher Auslegung ein Korrekturfaktor verwendet werden. Des weiteren benötigt man zur Berechnung der Wärmetauscher Auslegung den Wärmedurchgangskoeffizienten.
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Der Wärmedurchgangskoeffizient ist abhängig von der Wärmeübergangsoberfläche , den Stoffdaten des Fluids und den Strömungsverhältnissen. Die Berechnung ist recht kompliziert, so dass man den Wärmedurchgangskoeffizient näherungsweise aus einschlägigen Tabellen erhalten kann. Als letztes benötigt man noch zur Berechnung der Wärmetauscherauslegung die Austauschfläche bzw. die Rohrlänge. Die Austauschfläche bzw. die Rohrlänge kann man aus dem Wärmedurchgangskoeffizienten, dem Wärmestrom und der mittleren logarithmischen Temperaturdifferenz ermitteln. Die Formel für die lautet: A= Q/K*delta Tm log
Alle Angaben ohne Gewähr!
