Wärmeübertrager dienen zur Erwärmung, Abkühlung, Verdampfung oder Kondensation von Medien unterschiedlicher Temperaturen. Die grundsätzliche Funktion besteht darin, die Wärmeenergie eines Mediums mit einem höheren Temperaturniveau auf ein Medium mit einem geringeren Temperaturniveau zu übertragen.
Wärmeübertrager
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Wärmeübergang bezeichnet die Wärmeübertragung zwischen einer Oberfläche und einem Fluid. Wärmeübergangsvorgänge sind mit Strömungsbewegungen des Fluids, Konvektion, verbunden.
Wärmeübertrager
konvektiver Wärmeübergang bei Wärmeübertragern mit verschiedenen Geometrien
Lerninhalte/Übungen
- Zusammenhänge zwischen Nusseltzahl, Reynolds-Zahl und Wärmestrom
- Messung der Druckverteilung im Luftkanal und Entwicklung des Geschwindigkeitsprofils
- Messung des Wärmeübergangs beim Rohrbündel in Abhängigkeit der Position
- Druckverlust über dem Rohrbündel
- Messung des Wärmeübergangs bei freier Konvektion im Luftschacht (Kamineffekt)
Rekuperatoren werden gleichzeitig von zwei Medien stationär durchströmt. Zwischen den Medienströmen befindet sich eine Trennwand, die als Übertragungsfläche dient. Die Wärmeübertragung erfolgt indirekt vom heißen Medium an die Trennwand und von der Trennwand an das kalte Medium, ohne Zeitverzögerung.
Wärmeübertrager
Messung der Übertragungseigenschaften von fünf verschiedenen Wärmeübertragerbauarten, Anlagensteuerung via SPS
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit einem Wärmeübertrager (WL 110.01 bis WL 110.05)
- Temperaturverläufe aufnehmen
- Wärmedurchgangskoeffizient bestimmen
- verschiedene Wärmeübertragertypen vergleichen
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transparenter Wärmeübertrager mit zusätzlichem Temperaturmesspunkt nach halber Strecke; Betrieb in Gleich- und Gegenstrom
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Versorgungseinheit WL 110
- Funktion und Verhalten im Betrieb eines Doppelrohr-Wärmeübertragers
- Temperaturverläufe aufnehmen:
im Gleichstrombetrieb
im Gegenstrombetrieb
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typischer Platten-Wärmeübertrager mit Gleich- und Gegenstrombetrieb
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Versorgungseinheit WL 110
- Funktion und Verhalten im Betrieb eines Platten-Wärmeübertragers
- Temperaturverläufe aufnehmen:
im Gleichstrombetrieb
im Gegenstrombetrieb
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transparenter Wärmeübertrager mit Betrieb in Kreuzgleich- und Kreuzgegenstrom
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Versorgungseinheit WL 110
- Funktion und Verhalten im Betrieb eines Rohrbündel-Wärmeübertragers (Kreuzstrom)
- Temperaturverläufe aufnehmen:
im Kreuzgleichstrombetrieb
im Kreuzgegenstrombetrieb
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Heizen über Mantel oder über Rohrschlange; Rührwerk zur besseren Vermischung des Mediums
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Versorgungseinheit WL 110
- Funktion und Verhalten im Betrieb eines Rührbehälters mit Doppelmantel und Rohrschlange
- Zeitverläufe aufnehmen:
Betriebsart Heizen mit Mantel
Betriebsart Heizen mit Rohrschlange
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Wärmeübertragung zwischen Wasser und Luft; Betrieb im Kreuzstrom
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Versorgungseinheit WL 110
- Funktion und Verhalten im Betrieb eines Rippenrohr-Wärmeübertragers
- mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten ermitteln
- Einfluss der Wärmekapazität
- mit anderen Wärmeübertragertypen vergleichen
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Funktion des Wärmeübertragers als Lufterhitzer oder Wasserkühler
Lerninhalte/Übungen
- Wärmeübertragungsprozess zwischen Wasser und Luft kennenlernen
- Wärmeströme von Wasser und Luft ermitteln
- Bestimmung des Wirkungsgrads bzw. der Verluste
- Energiebilanzen am Wärmeübertrager
- Pumpenkennlinie aufnehmen
Wärmeübertragung bei Rohrströmungen und Ermittlung des Wärmestroms, Betrieb in Gleich- und Gegenstrom
Lerninhalte/Übungen
- Temperaturverläufe aufnehmen
- im Gleichstrombetrieb
- im Gegenstrombetrieb
- mittleren Wärmestrom für Gleich- und Gegenstrombetrieb ermitteln
- mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten ermitteln
Wärmeübertrager mit Messung der Fluid- und Wandtemperatur; Betrieb in Gleich- und Gegenstrom
Lerninhalte/Übungen
- Temperaturverläufe aufnehmen
- im Gleichstrombetrieb
- im Gegenstrombetrieb
- Wärmeübergang an Rohrwandungen und in der Strömung
- Einfluss der Massenströme auf den Temperaturverlauf
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konvektiver Wärmeübergang an verschiedenen Rohrbündel- und Rippenrohr-Wärmeübertragern
Lerninhalte/Übungen
- Versuche ohne Zubehör
- Aufnahme der Gebläsekennlinie
- Geschwindigkeitsverteilung im durchströmten Kanal
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Vergleich von Platten-, Doppelrohr-, Rohrbündel- und Rippenrohr-Wärmeübertrager sowie Rührbehälter mit Doppelmantel und Rohrschlange
Lerninhalte/Übungen
- Wärmeübertragungsprozesse kennenlernen
- Wärmeübergang
- Wärmeleitung
- Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten
- Erstellung von Temperaturverläufen für die verschiedenen Wärmeübertrager
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Wärmeübertragungsprozess zwischen Dampf und Wasser, Ermittlung der Wärmeströme von Dampf und Wasser
Lerninhalte/Übungen
- Wärmeübertragungsprozess zwischen Dampf und Wasser kennenlernen
- Wärmeströme von Dampf und Wasser ermitteln
- Bestimmung des Wirkungsgrads bzw. der Verluste
- Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten
Mischwärmeübertrager bringen zwei Medien mit unterschiedlicher Temperatur in Berührung und vermischen diese. Die Wärme- und Stoffübertragung erfolgt direkt.
Wärmeübertrager
Wirkungsweise und Kenngrößen eines zwangsbelüfteten Nasskühlturms
Lerninhalte/Übungen
- thermodynamische Grundlagen des Nasskühlturms
- Zustandsänderungen der Luft im h,x-Diagramm
- Bestimmung der Kühlleistung
- Energiebilanzen
- Berechnung von Prozessparametern wie Kühlgrenzabstand, Kühlzonenbreite usw.
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Eine Besonderheit stellt die Wärmeübertragung mit Hilfe der Wirbelschichttechnik dar, die hier an einem Wirbelschichtreaktor untersucht wird.
Wärmeübertrager
Wärmeübergang vom beheizten Element in eine Wirbelschicht
Lerninhalte/Übungen
- Grundlagen zur Fluidisierung von Schüttschichten
- Druckverlauf innerhalb der Schicht
- Druckverluste in Abhängigkeit von
- Strömungsgeschwindigkeit
- Partikelgröße der Schüttung
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