Thermoblech‐Wärmeübertrager sind eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Apparaten. Zur Erstellung ihrer Dimensionierungsgrundlagen werden Daten zu charakteristischen Geometrieparametern benötigt, für die es in der Literatur bisher keine festgelegte Bestimmungsweise gibt. In dieser Arbeit wird die Geometrie der Thermobleche durch Verformungssimulationen exakt nachgebildet. Anschließend werden Näherungsgleichungen zur Geometriebestimmung hergeleitet und validiert. Darauf basierend werden Vorschläge zur orientierenden Ermittlung der charakteristischen Geometrieparameter abgeleitet.

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Thermoblech-Wärmeübertrager stellen einen neuen und vielversprechenden Wärmeübertrager-Typ dar. Der innenseitige Wärmeübergang und Druckverlust sind zentrale Aspekte, die bei der Auslegung der Thermobleche berücksichtigt werden müssen. Im Gegensatz zu anderen Bauformen, die bereits detailliert in der Literatur beschrieben wurden, sind die Eigenschaften von Thermoblechen weitgehend unbekannt. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine experimentelle Studie zum innenseitigen Wärmeübergang und Druckverlust durchgeführt. Die Ergebnisse verbessern das Verständnis für die thermohydraulischen Eigenschaften von Thermoblechen.Pillow-plate heat exchangers represent a new and promising heat exchanger type. Heat transfer and pressure drop on the inner side of pillow plates are key aspects that need to be considered in the design process. In contrast to other configurations, which have already been described in detail in the literature, the properties of pillow plates are largely unknown. Therefore, an experimental study of internal-side heat transfer and pressure drop was carried in this work. The results will improve the understanding of the thermohydraulic characteristics of pillow plates.

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Thermoblech-Wärmeübertrager (TBWÜ ) stellen eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Wärmeübertra-gern dar, insb. in Kondensation und Verdampfung. Allerdings sind bislang keine fundierten Dimensionierungsgrundlagen für TBWÜ in der Literatur verfügbar. Hier wird die einphasige vollständig ausgebildete turbulente Strömung im Spalt zwischen zwei Thermoblechen mittels computational fluid dynamics (CFD) untersucht. Außerdem wird erläutert, wie die Korrelation für die turbulente Strömung in glatten Rohren für die Auslegung des Thermoblechkanals verwendet werden kann, und gezeigt, wie eine Steigerung der thermohydraulischen Leistung ermöglicht wird. CFD Study of Fluid Dynamics and Heat Transfer for Single-Phase Flow in the Wavy Channel Between Pillow PlatesPillow-plate heat exchangers (PPHE) represent a promising alternative to conventional shell-and-tube and plate heat exchangers, especially in condensation and evaporation. However, no reliable design methods for PPHE can be found in the open literature. Here, the fully developed turbulent flow in the wavy channel between two adjacent pillow plates is investigated by means of computational fluid dynamics (CFD). Furthermore, it is shown how the correlation for the turbulent flow in smooth pipes can be used for the design of the pillow-plate channel. A way to improve the thermohydraulic performance is suggested.

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Pillow-plate heat exchangers (PPHE) are manufactured as stacks of pillow plates, with a typical wavy surface. They represent a promising alternative to conventional equipment for the process industry; however, the lack of published design methods hinders their widespread application. Over the past years, our group has been intensively studying PPHE, using both theoretical and experimental methods. In the present contribution, the results of a CFD-based investigation of single-phase flow and heat transfer in both the inner and the outer pillow-plate channels are presented. In particular, the influence of using an advanced eddy viscosity turbulence model, namely, the elliptic blending k-ε model, on pressure drop and heat transfer in the outer channel is shown. Furthermore, a comparison between the thermo-hydraulic efficiencies of PPHE and pipes is undertaken, in order to identify the benefits of PPHE.

Ein Ansatz zur Simulation von Trennprozessen in Packungskolonnen basiert auf Analogien zwischen komplexen, in realen Apparaten vorliegenden, und geometrisch vereinfachten Strömungsformen und ist daher als Ansatz der Hydrodynamischen Analogien (HA) bekannt. In dieser Arbeit wurde der HA-Ansatz für die Modellierung reaktiver Absorption von CO 2 in wässriger Natronlauge bei vorliegender turbulenter Gasströmung verwendet. Es wurden umfangreiche Absorptionsversuche durchgeführt, bei denen CO 2 -Konzentrationen in der Gasphase über die Kolonnenhöhe vermessen wurden. Der HA-Ansatz konnte anhand dieser experimentellen Daten erfolgreich validiert werden. Absorption of CO 2 Using Aqueous Sodium Hydroxide -Experiments and Simulations Based on the Hydrodynamic Analogies ApproachAn approach for the simulation of separation processes in packed columns is based on hydrodynamic analogy between complex flow pattern in real equipment units and geometrically simplified model flow and is known as the Hydrodynamic Analogy (HA) approach. In this work, the HA approach was applied to reactive absorption of CO 2 in aqueous sodium hydroxide solution under turbulent gas flow conditions. An extensive experimental study was carried out to measure the CO 2 concentration profiles along the column height. These data provided a basis for a successful validation of the HA approach.