Projektbeispiel

Druckverlustmodell eines industriellen Rippenrohr-Wärmetauschers

Ein reduziertes CFD-Modell überführte die feine Rohr- und Lamellenstruktur eines industriellen Wärmeübertragers in eine Widerstandsbeschreibung für die Gesamtanlage.

Geschwindigkeitsfeld durch ein periodisches Rippenrohrbündel
Anlagen- & Verfahrenstechnik · CFD-Strömungssimulation · Thermische Analyse
Branche
Anlagen- & Verfahrenstechnik
Leistungen
CFD-Strömungssimulation · Thermische Analyse

Technische Fragestellung

Die vollständige Feinstruktur war für die Anlagenrechnung zu aufwendig, ihr Druckverlust durfte im übergeordneten Gasweg jedoch nicht durch eine pauschale Annahme ersetzt werden.

Modell & Vorgehen

  • Repräsentative Rohr- und Lamellenbereiche detailliert simulieren
  • Aus den Ergebnissen eine richtungs- und betriebsabhängige Ersatzmodellierung für die Gesamtanlage ableiten

Randbedingungen

  • Heiße Gasströmung durch wiederholte Rohr- und Rippengeometrie
  • Mehrere Betriebszustände und relevante Anströmrichtungen

Ergebnisse der Untersuchung

  • Das reduzierte Modell reproduzierte die maßgebliche Widerstandscharakteristik ohne jede Feinheit global aufzulösen.
  • Lokale Wirbel- und Umströmungsbilder erklärten die dominanten Verlustmechanismen.

Technische Konsequenz

Die abgeleitete Widerstandsbeschreibung konnte in Systemmodelle und Varianten des Abwärmepfads übernommen werden.

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