Impuls- und Energietransport in solarthermischen Systemen - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 351

Abb. 5.33 Schemaskizze der auftretenden Strömungsformen und Wärmeübergangsbereiche. Qua-
litativer Verlauf der Fluidtemperatur T fluid sowie der Wärmeübergangskoeffizienten bei der Ver-
dampfung in einem horizontalen Rohr
sammenwachsen (Bereich der Pfropfenströmung ) oder sehr große unregelmäßige Blasen
bilden, wobei außerdem noch viele kleine Blasen vorhanden sind (Bereich der Schaum-
strömung ). Bei zunehmender Verdampfung reißen die Flüssigkeitswände zwischen den
Pfropfen bzw. großen Blasen auf und es stellt sich eine Ringströmung ein. Aus dem Flüssig-
keitsfilm werden durch den schnell strömenden Dampf Tropfen herausgerissen und vom
Dampfkern abtransportiert. Durch die Verdampfung wird der Flüssigkeitsfilm immer
dünner. Bei sehr kleiner Filmdicke beginnt er aufzureißen und verschwindet danach voll-
ständig. Es liegt eine Spritzerströmung vor. Wenn alle Flüssigkeitstropfen verdampft sind,
wird der Dampf überhitzt.
Bei der vollständigen Kondensation (Wärmeabfuhr aus dem Rohr) tritt überhitzter oder
gesättigter Dampf in das Rohr ein. Durch die Dampfkondensation an der Rohrwand bildet
sich ein Flüssigkeitsfilm und es entsteht eine Ringströmung . Mit wachsender Filmdicke wer-
den aus dem Film Tropfen herausgerissen. Bei weiterer Kondensation bilden sich auf dem
Film Schwälle, die zusammenwachsen und den gesamten Rohrquerschnitt ausfüllen. Bei der
sich danach einstellenden Blasenströmung werden die Blasen durch die Wärmeabfuhr klei-
ner und verschwinden schließlich. Kondensiert der Dampf im waagrechten Rohr, so treten
bei größeren Flüssigkeitsvolumenanteilen vor allem die Wellen- und Schichtenströmung auf.
In vereinfachter Form sind die Übergänge zwischen den einzelnen Strömungszustän-
den in einem horizontalen Rohr in der Abb. 5.33 dargestellt. Darüber entsprechend sind