schmidt_torsten.pdf

108
7. Berechnung Heizflächenbenetzung und Wärmeübergang
Unter Verwendung der ermittelten Oberflächenspannungen, sowie der dynamischen
Viskositäten von reinen und technischen Saccharoselösungen sollen in diesem Abschnitt
Beispielrechnungen zur Mindestflüssigkeitsbelastung, zur kritischen Benetzung, sowie zur
theoretischen Vorausberechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten für Fallfilmverdampfapparate
durchgeführt und mit Praxiswerten verglichen werden.
Für die Berechnungen wurden die Daten der Prozessanalyse der Verdampfanlage in der
Zuckerfabrik Baddeckenstedt der Nordzucker AG für die Fallstromverdampfapparate Stufe 3
und Stufe 5 aus den Kampagnen 1996 und 1997 herangezogen. Bei Stufe 3 handelt es sich um
einen Sektional-Fallstrom-Verdampfapparat der Braunschweigischen Maschinenbauanstalt
AG (BMA) mit 4 Kammern. Stufe 5 ist ein Fallstromverdampfapparat herkömmlicher Bauart.
Die Bestimmung der Mindestflüssigkeitsbelastung und der kritischen Benetzung erfolgte nach
KOGAN mit den im Abschnitt 3.6 angegebenen Gleichungen (3.6.1) bis (3.6.4).
Die tatsächliche Flüssigkeitsbelastung wurde nach Gleichung (7.1) bestimmt:
V&
⋅ ρ
ΓFl
( tatsächlich)
=
(7.1)
π ⋅ d ⋅ n
i
HR
Vergleichend wurde die Benetzung nach Firma Wiedemann 47 berechnet:
b =
m
Saft,
aus
⋅ l
HR
A ⋅ ρ ⋅100
(7.2)
Die Heizrohrlänge l HR wird hier in cm eingesetzt. Von der Firma Wiedemann werden für
Fallstromverdampfer Werte für die Benetzung b zwischen 8 und 10 l/h cm angegeben.
Die notwendigen Stoffwerte für Wasserdampf, Kondensat und Saccharoselösung wurden mit
den nachfolgenden empirische Gleichungen berechnet. Die Gleichungen (7.3) bis (7.7) sind
aus den Tabellenwerten für Wasser 48 abgeleitet:
47 Menzel, B., Wiedemann KG Sarstedt: Fallfilmverdampfer in der Zuckerindustrie; Internationales
Energieseminar für die Zuckerindustrie, 21.-27.04.1997; Bratislava 1997
48 Verein Deutscher Ingenieure: VDI-Wärmeatlas Berechnungsblätter für den Wärmeübergang. VDI
Verlag 1991; S. Db 7