Calculation Approach for Ceramic Heat Pipe‐Heat Exchanger for High‐Temperature Applications

• Published in: Chemie ingenieur technik 2017-12, Vol.89 (12), p.1714-1725
• Main Authors: Unz, Simon, Hack, Nina, Beckmann, Michael
• Format: Article
• Language: eng ; ger
• ISSN: 0009-286X; 1522-2640
• DOI: 10.1002/cite.201600123

Metallische Werkstoffe weisen bei hohen Temperaturen und chemisch aggressiven Atmosphären geringe Standzeiten auf. Eine Alternative sind keramische Werkstoffe, die jedoch nicht wie metallische Werkstoffe verarbeitet werden können. Deshalb wird der Einsatz einer einfachen Wärmerohrgeometrie als Grundform für Wärmeübertragungssysteme in der Hochtemperaturtechnik betrachtet. Zur Auslegung von Hochtemperaturwärmeübertragern wird ein numerisches Berechnungsmodell zur genauen Bestimmung des Betriebsverhaltens großer Apparate vorgestellt, das neben konvektivem auch den strahlungsabhängigen Wärmetransport berücksichtigt. Metal materials show poor lifetime behavior under high‐temperature conditions and aggressive atmospheres. An alternative solution is the use of ceramic material. These ceramics cannot be processed and joined like metal material. Out of this reason the simple geometry of a heat pipe can be used as a basic design for ceramic heat exchanger systems. For these apparatuses a numerical calculation model is introduced for a more exact determination of the working behavior of large units concerning as well convective as radiative heat transfer.