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Vertiefung: Gleich- und Gegenstromführung

Arbeitsauftrag

Verdeutlichen Sie sich die Vor- und Nachteile der Gleich- und Gegenstromführung beim Rohrbündelreaktor anhand eines Diagramms.

Abb.1
Rohrbündelreaktor mit Gleichstrom-Gasführung
Abb.2
Rohrbündelreaktor mit Gegenstrom-Gasführung

Die mittleren Temperaturdifferenzen sind bei der Gegenstromführung größer als bei einer Gleichstromführung, so dass bei Anwendung des Gegenstromprinzips mehr Wärme ausgetauscht wird und so die Kühlfläche verkleinert werden kann. Eine Gleichstromführung bei Rohrbündelreaktoren wird daher nur bei einigen endotherm ablaufenden und schnell abzukühlenden Reaktionsmedien eingesetzt. Die mittlere Temperaturdifferenz bei beiden Wärmetauschern kann durch folgende Gleichung berechnet werden:

Δ Τ = Δ T ein Δ T aus ln ( Δ T ein Δ T aus )
Tab.1
Legende
SymbolErklärungEinheit
Δ T mittler logarithmische Temperaturdifferenz K
Δ T ein Temperaturdifferenz des einströmenden Fluids K
Δ T aus Temperaturdifferenz des ausströmenden Fluids K