Kohlenwasserstoffgemischkondensation am Rohr und Rohrbündel
Third party funded individual grant
Start date : 30.11.2020
End date : 29.11.2023
Extension date: 29.11.2024
Project details
Short description
Rohrbündelkondensatoren sind Teil vieler Kältemaschinen, Wärmepumpen und ORC-Anlagen. Die Optimierung solcher Wärmeübertrager führt zur Reduzierung ihrer Größe, der benötigten Arbeitsfluidmenge und der Pumpleistung für das Kühlmedium. Dies ermöglicht Materialeinsparungen und die Erhöhung der Energieeffizienz der Gesamtprozesse. Dort werden häufig Gemische eingesetzt, um in bestehenden Anlagen nicht mehr zulässige Arbeitsfluide zu ersetzen oder die für das Apparatedesign vorteilhafte gleitende Phasenwechseltemperatur auszunutzen. Auch in Gemischen werden natürliche Arbeitsfluide wie die hier betrachteten Kohlenwasserstoffe immer wichtiger, da sie ein sehr geringes Treibhauspotenzial aufweisen. Allerdings ist in der Regel der Kondensationswärmeübergang ihrer zeotropen Gemische wegen der bevorzugten Kondensation der höhersiedenden Komponente deutlich geringer als für Reinstoffe. Für die effiziente Auslegung entsprechender Kondensatoren sind folglich verlässliche Auslegungsregeln unabdingbar, aber aufgrund der spärlichen Verfügbarkeit experimenteller Daten und deren teilweiser Diskrepanz mit theoretischen Ansätzen nicht vorhanden. Deshalb soll im vorliegenden Projekt durch systematische Versuchsreihen an Einzelrohren mit verschiedenen Strukturen und an entsprechenden Rohrbündeln sowie durch Neu- bzw. Weiterentwicklung theoretischer Modelle das grundlegende Verständnis der Mechanismen bei der Gemischkondensation und ihrer Auswirkungen auf den Wärmeübergang verbessert werden.
Scientific Abstract
Derzeit existiert keine fundierte Grundlage für die verlässliche wärmetechnische Auslegung von Rohrbündelkondensatoren für die Verflüssigung von Dampfgemischen. Mit Blick auf die zukunftsträchtigen Arbeitsfluide der Kohlenwasserstoffe und deren Gemische soll eine Verbesserung des grundlegenden Verständnisses der Mechanismen bei der Kondensation und des damit verbundenen Wärmeübergangs an Einzelrohren mit verschiedenen Strukturen und Rohrbündeln durch systematische Experimente und durch Weiter- bzw. Neuentwicklung theoretischer Modelle erzielt werden.
Involved:
Andreas Paul Fröba
Project Leader
Michael Rausch
Project Member
Tobias Klein
Project Member
Julius Kühl
Project Member
