Verfahrenstechnik

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Liebe/-r Experte/-in,

ich habe folgendes Problem:
Ich habe frei gerinnenes Wasser mit knapp 100°C und will dieses so gut wie möglich kühlen. Dazu will ich eine Füllkörperkolonne verwenden. Diese soll etwa 700 mm hoch sein. Zudem will ich am Ausgang der Kolonne Luft mittels eines Ventilators einleiten um die Kühlwirkung zu verstärken. Der Volumenstrom des Wassers wird etwa 240 l/h betragen.

meine fragen:

Gibt es eine hilfreiche Website zur Auslegung solcher Kolonnen?
Welche Füllkörper wären empfehlenswert für möglichst hohen Wärmeverlust?
Kann man etwa abschätzen,wie diese Kolonne aussehen müsste?

Diese Kolonne ist eine Teil meiner Bachelorarbeit,jedoch studiere ich Maschinenbau und stecke nicht wirklich in diesem Thema.

Vielen Dank

#2

Da kann ich leider nicht helfen, bin hochspezialisierter Abwasserexperte.

viele Grüße
Norbert Meyer

#3

Liebe/-r Experte/-in,

ich habe folgendes Problem:

Ich habe frei gerinnenes Wasser mit knapp 100°C und will
dieses so gut wie möglich kühlen. Dazu will ich eine
Füllkörperkolonne verwenden. Diese soll etwa 700 mm hoch sein.
Zudem will ich am Ausgang der Kolonne Luft mittels eines
Ventilators einleiten um die Kühlwirkung zu verstärken. Der
Volumenstrom des Wassers wird etwa 240 l/h betragen.

Das mit der Füllkörperkolonne klingt sehr kreativ… aber warum nicht - das Naheliegendste wär einfach ein Wärmetauscher gewesen.

meine fragen:

Gibt es eine hilfreiche Website zur Auslegung solcher
Kolonnen?
Eine Website fällt mir leider nicht ein… da hab ich mich im Studium nicht drauf verlassen… Bücher kann ich aber empfehlen: Cerbe/Hoffmann Wärmelehre (allgemein) und Gramlich/Militzer/Weis Thermische Verfahrenstechnik (anwendungsorientierter - Auslegungen)
Welche Füllkörper wären empfehlenswert für möglichst hohen
Wärmeverlust?
Nunja… was für den Stoffaustausch gut funktioniert… soll auch beim Wärmeaustausch gut sein: also große Oberflächen - je mehr Fläche, desto mehr Überströmung, desto mehr Kühlung. Bei Wärmetauschern gibt es da einige Ausführungsformen - bei Füllkörpern kommen mir da sog. Raschig-Ringe in den Sinn. Die sind für den Stoffaustausch immer gern genommen. Zum Luftwiderstand kann ich da allerdings nicht besonders viel sagen - das kommt auf einen Versuch an… evtl. ist der Luftwiderstand des Füllkörperbetts hoch, so dass Sie einen kräftigen Ventilator brauchen werden, um eine Kühlung zu erreichen.
Kann man etwa abschätzen,wie diese Kolonne aussehen müsste?
Die Kolonne wäre wohl zylinderförmig mit mehreren eingeschweißten Lochblechböden auf denen die Füllkörperpackungen ruhen.

Diese Kolonne ist eine Teil meiner Bachelorarbeit,jedoch
studiere ich Maschinenbau und stecke nicht wirklich in diesem
Thema.

Ich hoffe, ich konnte Ihnen ein wenig helfen. Beruflich hab ich leider mittlerweile mit der Thematik auch nix mehr zu tun. Ich würde an Ihrer Stelle nochmal über einen kleinen Wärmetauscher nachdenken. 240 l/h sind ja nicht so viel - kompakte Edelstahl Plattenwärmetauscher gibts sogar bei ebay für ganz kleines Geld zu kaufen.

Grüße,
Chris

Vielen Dank

#4

Guten Morgen,

leider kann ich nicht helfen, ich weiß zu wenig darüber, so dass ich nichts qualifiziertes darüber sagen kann.

Viel Erfolg bei der weiteren Suche und Viele Grüße

Kai Uwe Utecht

#5

Hallo „Experte“,

da läuft was schief.

Wichtig ist die Wärmemenge die abgeführt werden soll.
Also: wieviel [l/h] H2O/*100[°C], welche AusgangstemperaturH2O : [°C]

Luftkühlung ist sehr aufwendig und umweltunfreundlich.

MengeH2O * ∆T *cpH2O = Wärmemenge in [kcl] = MengeLuft *∆T *cpLuft

Wie das mit Luft gehen soll bedarf der theo. Betrachtung

Wasseraustauscher ( Röhrenaustauscher )
sind effektiv.

Man sollte aber eine Wärmepumpe in Betracht ziehen,
um Energie zu sparen. Also Wasser rein Energie raus , funktionier ab ∆T ≈30°C

Aber das hängt von den gesamten Bedingungen ab.

Gruß

Frieder
Langbein

#6

Hallo,
zunächst einmal sorry - kam bisher nicht dazu die Frage zu beantworten.

Also, zunächst einmal sollte die Kolonne im Gegenstrom betrieben werden, d.h. Luft von unten nach oben und im Gegenstrom das heiße Wasser von oben nach unten.
Die Füllkörper sollten wegen der Wassertemperatur aus z.B. Edelstahl sein.

Am besten die Aufgabenstellung mal mit einem Kolonnenspezialisten, siehe z.B. www.vff.com besprechen.

Bin mir auch nicht sicher, ob die direkte Kühlung der beste Weg ist, aber um das zu beurteilen ist die Aufgabenstellung nicht präzise genug.

Hoffe, das hat erst mal weitergeholfen?!

Gruss
Schnubbeldiwubb