Efficiency of trace heating systems in industrial plants

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Kenntnis des Wärmeübertragungsverhaltens entlang eines Begleitheizungssystems ist unerlässlich für die wirtschaftliche und technisch einwandfreie Auslegung von Selbigem. Generell unterscheiden wir zwei Arten von Begleitheizungssystemen: •Elektrisches Begleitheizungssystem •Rohrbegleitheizungssystem Beide Begleitheizungssysteme unterscheiden sich durch die Wärmeübertragungseinheit. Ein elektrisches Begleitheizungssystem verwendet elektrische Energie als Energiequelle. Der elektrische Strom fließt durch einen Draht, in Welchem er in Wärme umgewandelt und weiter ins Produktfluid übertragen wird. Da ein Heizkabel elektrischen Strom als Energiequelle benötigt, wird es in der erdölverarbeitenden Industrie nur bedingt eingesetzt. Die zweite Form der Wärmeübertragung ist ein Begleitheizungssystem mit Wärmeträgern. Diese können im Allgemeinen Sattdampf, Heißwasser oder Wärmeträgeröl sein. Dieses System besteht aus einem Heizrohr gefüllt mit einem Wärmeträger. Dieser überträgt seine Energie in Form von Wärme an das Produktrohr. Der Vorteil von Begleitheizungssystemen mit Wärmeträgern besteht darin, dass mindestens einer der drei Wärmeträger als Begleitprodukt in der erdölverarbeitenden Industrie weitgehend überall verfügbar ist. Diese Master Thesis stellt das Wärmeübertragungsverhalten von Rohrbegleitheizungssystemen in Form von Experimenten, sowie mittels Berechnungen dar. Drei verschiedene Begleitheizungsarten wurden untersucht. Diese unterteilen sich in Abstandsbeheizung, Kontaktbeheizung sowie eine Hochleistungsbeheizung. Als Heizrohr wurde einerseits ein Rohr aus gewöhnlichem Qualitätsstahl der Nennweite DN15, sowie andererseits ein 12mm Edelstahlrohr verwendet. Die Berechnungen zur Wärmeübertragung wurden auf Basis der „Steady Flow Energy Equation“ aufgebaut. Insgesamt wurden 18 Experimente zur Wärmeübertragung durchgeführt. Das Ziel hierbei war, ein breiteres Wissen über das Wärmeübertragungsverhalten zu erlangen. Bei allen 18 Experimenten wurde Sattdampf als Wärmeträger eingesetzt. Während der gesamten Arbeit wurde das Berechnungsmodell kontinuierlich auf seine Genauigkeit überprüft und am Ende evaluiert.

Details

Titel in ÜbersetzungEffizienz von Rohrbegleitheizungen in Industrieanlagen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Dez. 2019
StatusVeröffentlicht - 2019