Die Aufgabenstellung
Zwei Medien mit großer Temperaturdifferenz sollen in einem Rohrbündelwärmeübertrager Wärme austauschen. Ein Festkopfapparat würde hohe Differenzdehnungskräfte erzeugen, weshalb eine U-Rohr-Bauform erwogen wird. Diese kann Wärmedehnung aufnehmen, erschwert aber mechanische Innenreinigung und führt zu unterschiedlichen Rohrlängen und Biegeradien.
Thermische Auslegung, Rohrbelegung, Mindestbiegeradius und Rohrboden müssen gemeinsam entwickelt werden. Mantelseitige Querströmung kann insbesondere im U-Bogen-Bereich Schwingungen anregen. Druckverlust, Reinigbarkeit und Austauschbarkeit des Bündels entscheiden neben der Fläche über die Eignung.
Erforderliche Auslegungsdaten
- Medienströme und vollständiges Temperaturprogramm
- Druckverlustgrenzen und Foulinganforderungen
- Rohrwerkstoff, Durchmesser und Mindestbiegeradius
- Reinigungs-, Wartungs- und Ausbauanforderungen
Technischer Lösungsweg
Bauform begründen
Differenzdehnung, Reinigbarkeit und Betriebsfälle werden zwischen Festkopf-, Schwimmkopf- und U-Rohr-Bauform verglichen.
Thermische Fläche auslegen
Temperaturprogramm, Wärmeübergang und Fouling liefern Fläche, Rohrlänge und Passzahl.
U-Rohr-Bündel geometrisch entwickeln
Rohrbelegung, Biegeradien, Abstände und wirksame Längen werden fertigungsgerecht festgelegt.
Hydraulik und Schwingungen prüfen
Rohr- und Manteldruckverlust sowie fluidelastische und wirbelerregte Schwingungen werden bewertet.
Rohrboden und Druckteil nachweisen
U-Rohr-Rohrboden, Mantel, Böden und Flansche werden mit der endgültigen Geometrie berechnet.
Erwartete Ergebnisse
Geeignete SOL-ALPHA-Module
Die Module sind eine fachlich plausible Werkzeugkette. Ihre endgültige Auswahl und Reihenfolge wird bei der späteren konkreten Berechnung anhand des Regelwerks und der Projektrandbedingungen bestätigt.