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Tab. 6.7
Längenspezifische Wärmeverluste dampfgefüllter Rohrleitungen bei einer Temperaturdif-
ferenz Δ
T
= (
T
i
− T
U
) = 115 °K bei zwei Isolationsstärken
t
iso
= 0.5
d
a
und
t
iso
=
d
a
mit
λ
iso
= 0.05 W/(mK)
Rohrabmessung (
d
a
×
t
w
(mm × mm))
∗
R
(
t
iso
=
0
.
5
d
a
)
(W/m)
∗
R
(
t
iso
d
a
)
(W/m)
Q
Q
=
18 × 1
36.5
27.6
38.4
28.3
22 × 1
28 × 1.5
40.5
29.2
35 × 1.5
42.3
29.8
43.6
30.3
42 × 1.5
54 × 2
45.1
30.8
76.1 × 2
46.9
31.4
47.5
31.6
88.9 × 2
108 × 2.5
48.3
31.8
Im Bereich
Re
> 2300 und 1.5 <
Pr
< 500 empfiehlt der (VDI
2005
) folgende Relation für
einphasige Strömungen:
N
u
=
0
.
12 (
Re
0
.
87
−
280)
P r
0
.
4
.
(6.40)
Die Wärmeübergangskoeffizienten werden für das horizontale und vertikale Rohr aus-
gewertet. Bei der vertikalen Strömung kommt es durch die Verdickung des Kondensat-
films zunächst zu einer Abnahme des Wärmeübergangskoeffizienten bis sich durch den
Umschlag von einer laminar welligen zu einer turbulenten Kondensatströmung der Wär-
meübergang erneut verbessert. Die Kondensatfilmdicken beim laminar turbulenten Um-
schlag betragen ca. 0.2 mm. In einer horizontalen Rohrleitung wird der Kondensatfilm am
Boden der Leitung mit zunehmender Lauflänge dicker und der Wärmeübergangskoeffizi-
ent geringer. Der kleinste Wärmeübergangskoeffizient ergibt sich bei reiner Flüssigkeits-
strömung. Die mittleren Wärmeübergangskoeffizienten für ein vertikales Rohr betragen
ca. 7500 W/(m
2
K), die des horizontalen ca. 4000 W/(m
2
K). Bei geneigten Rohren liegt
der Wärmeübergangskoeffizient zwischen beiden Werten. Die Auswirkungen des inneren
Wärmeübergangs auf die Gesamtwärmeverluste der Rohrleitungen sind sehr gering, da sie
nicht den maßgeblichen Wärmewiderstand darstellen. Viel entscheidender ist ihre Bedeu-
tung im Hinblick auf das im Rohr existente Dampfvolumen.
Der äußere Wärmeübergangskoeffizient
α
U
berechnet sich für ein waagerechtes, in ru-
hender Luft verlegtes Rohr unter Berücksichtigung von Strahlung und freier Konvektion
wie folgt:
[W
/
(m
2
K)]
.
α
U
=
8
+
0
.
04 (
T
iso
T
U
)
−
(6.41)
Die Näherungsformel ist für folgenden Bereich gültig 5 °K ≤ (
T
iso
− T
U
) ≤ 100 °K. Bei typi-
schen Stagnationssimulationen wird eine Umgebungstemperatur
T
U
von 25 °C und eine
Fluidtemperatur
T
i
von ca. von 140 °C angesetzt, die einer Wassersattdampftemperatur bei
3.6 bar entspricht. Die längenspezifischen Wärmeverluste über dampfgefüllte, gedämmte
Rohrleitungen sind sehr gering wie die Tab.
6.7
zeigt.
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