Einführung in genutete Rohre

 

Gerillte Rohre sind Rohre mit gewalzten Rillen. Häufige Beispiele sind runde oder ovale Rillenrohre. Der Name Rillenrohre wird verwendet, weil die Rillen im Rohrquerschnitt deutlich sichtbar sind. Diese Rohre ermöglichen es dem Fluid, durch die Wand dieser Turbulenzstrukturen zu strömen, Strömungsablösungsbereiche zu erzeugen und Wirbel unterschiedlicher Intensität und Größe zu bilden. Diese Wirbel verändern die Strömungsstruktur des Fluids und erhöhen die Turbulenz in Wandnähe, wodurch der konvektive Wärmeübertragungsfilmkoeffizient des Fluids und der Wand verbessert wird.

a. Rollnutrohr: Bei einem Rollnutrohr wird eine horizontale oder spiralförmige Nut mit einer bestimmten Steigung und Tiefe von der Außenseite des kreisförmigen Rohrs entsprechend den Konstruktionsanforderungen gerollt und an der Innenwand des Rohrs eine hervorstehende horizontale oder spiralförmige Rippe gebildet (siehe Abbildung 1). Die Nut an der Außenwand und der Vorsprung an der Innenwand des Rohrs können gleichzeitig die Wärmeübertragung des Fluids auf beiden Seiten des Rohrs verbessern. Dies eignet sich besonders zur Verbesserung der Wärmeübertragung einphasiger Fluide im Rohr und zur Verbesserung der Wärmeübertragung des Fluids außerhalb des Rohrs durch Dampfkondensation und Flüssigkeitsfilmsieden im Wärmetauscher.

b. Spiralnutrohre gibt es in ein- und mehrgängigen Spiralen und anderen Ausführungen. Nach der Formgebung entsteht eine Nut mit einem bestimmten Spiralwinkel außerhalb des Spiralnutrohrs, und im Rohr befinden sich entsprechende konvexe Rippen. Die Spiralnut sollte nicht zu tief sein. Je tiefer die Nut, desto größer der Strömungswiderstand, desto größer der Spiralwinkel und desto höher der Wärmeübertragungsfilmkoeffizient des gerillten Rohrs. Wenn sich die Flüssigkeit entlang der Nut drehen kann, hat die Anzahl der Gewindegänge wenig Einfluss auf die Wärmeübertragung.

c. Das quergerillte Rohr wird durch kontinuierliches Walzen mit variablem Querschnitt hergestellt. Die Rohraußenseite weist eine Quernut auf, die die Rohrachse im 90°-Winkel schneidet, und die Rohrinnenseite weist eine quer verlaufende konvexe Rippe auf. Nachdem die Flüssigkeit die konvexe Rippe im Rohr passiert hat, entsteht keine Spiralströmung, sondern axiale Wirbelgruppen entlang des gesamten Querschnitts, wodurch die Wärmeübertragung verstärkt wird. Das quergerillte Rohr hat zudem eine stark verstärkende Wirkung auf die Wärmeübertragung des Fluids beim Filmsieden im Rohr, wodurch der Siedewärmeübergangskoeffizient um das 3- bis 8-fache erhöht werden kann.


Veröffentlichungszeit: 11. April 2022