TU Berlin

Maschinen- und EnergieanlagentechnikGESMEX-LeMos-Plattenwärmeübertrager

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Experimentelle Untersuchung von Wärmetransport und Strömungsvor-gängen in Plattenwärmeübertragern

Einzelkanal mit einer durchsichtigen Platte
Lupe
Verschweißtes Plattenpaket ohne Mantel
Lupe

 

Das Forschungsprojekt ist Teil des Verbundprojekts „Entwicklung und Erforschung von strömungsangepassten Oberflächenstrukturen innerhalb von Plattenwärmeübertragern“, das von der Firma GESMEX GmbH und dem Lehrstuhl für Modellierung und Simulation (LeMoS) der Universität Rostock getragen wird.

Plattenwärmeübertrager werden aufgrund ihrer hohen Effizienz und kompakten Bauform vielfältig in der Energietechnik, der chemischen Industrie und der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Vorteilhaft ist, dass zusammengeschraubte Platten leicht auseinander­genommen und gereinigt sowie in ihrer Anzahl variiert werden können. Bei gelöteten oder geschweißten Plattenwärmeübertragern können aggressive Stoffe oder größere Drücke zur Anwendung kommen.

Eine besondere Bauform sind Plate-and-Shell-Wärmeübertrager, deren Platten  im Unterschied zu anderen Plattenwärmeübertragern nicht rechteckig sind, sondern rund. Das eine Fluid tritt durch die Löcher in den Platten in die inneren Kanäle des verschweißten Plattenpakets. Das andere Fluid strömt seitlich durch die zum Mantel hin offenen Plattenzwischenräume. Aufgrund ihres zylindrischen Mantels können diese Plattenwärmeübertrager sehr hohen Drücken (über 100 bar) standhalten.

Der gute Wärmeübergang von Plattenwärmeübertragern wird durch die Oberflächenstruktur der Platten erreicht, welche für die Verwirbelung des Fluids sorgt. Der dadurch entstehende Druckverlust soll jedoch möglichst gering gehalten werden. Ziel der verschiedenen Plattendesigns ist es folglich, den Wärmetransport im Verhältnis zum Druckverlust für die jeweilige Anwendung zu optimieren.

Das Forschungsprojekt beinhaltet experimentelle Untersuchungen zur Validierung der numerischen Simulationen, die vom Kooperationspartner LeMoS erstellt wurden. Untersucht werden Druckverlust und Wärmeübergang im Einzelkanal zwischen zwei Platten. Ziel ist es, die Strömungsvorgänge im Einzelkanal zu verstehen und verbesserte Plattengeometrien  zu entwickeln.

Im Projekt sind gelegentlich Aufgaben für experimentelle Laborscheine zu vergeben. 

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