Patent DE-102017003409-B4 (DE)
Title: Rohr und Vorrichtung zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen
Inventor: HEYLAND STEFFEN ALEXANDER
IPC: C07C4/04
Filed: 2017-04-07
Granted: 2023-08-10
Abstract: Rohr zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen in Anwesenheit von Dampf, bei dem das Einsatzgemisch durch außenbeheizte Rohre geführt wird, wobei• das Rohr (1) sich entlang einer Längsachse (A) erstreckt und eine Anzahl NTin die Innenoberfläche des Rohres (1) eingebrachte, sich wendelförmig um die Längsachse (A) entlang der Innenoberfläche erstreckende Nuten (2) aufweist,• die Innenoberfläche, in die die Nuten (2) eingebracht wurden, in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse (A) einen Durchmesser Di und einen Radius r1= Di/2 aufweist,• die Nuten (2) in dem Querschnitt senkrecht zur Längsachse (A) in ihrem Nutgrund (4) jeweils die Form eine Kreisbogens haben und der Kreisbogen einen Radius r2hat,die Nuten (2) jeweils eine Nuttiefe TT aufweisen, die in dem Querschnitt senkrecht zur Längsachse (A) jeweils dem kleinsten Abstand zwischen dem Kreis mit dem Durchmesser Di, auf dem die Innenoberfläche liegt und dessen Mittelpunkt auf der Längsachse (A) liegt, und dem entferntesten Punkt des Nutgrunds (4) der Nut (2) von der Längsachse (A) entspricht dadurch gekennzeichnet,dass die Innenoberfläche des Rohrs zylinderförmig ist und in diese zylinderförmige Innenoberfläche die Nuten eingebracht werden, so dass zwischen den Nuten Teile der Innenoberfläche verbleiben, die Teile eines Zylinders bilden und der Zahlenwert |DÄqv| eines Äquivalenzdurchmessers DÄqvund die Anzahl NTder Nuten (2) und derZahlenwert |TT| der in mm gemessenen Nuttiefe TT der Nuten (2) die BeziehungP1*|DA¨qv|2+P2*|DA¨qv|+P3=C1+C2*|TT|+C3*VD+C4*|DA¨qv|+(|TT|−C5)*(VD−C6)*C7+(|TT|−C5)*(|DA¨qv|−C8)*C9mit den KonstantenC1 = 1946,066C2 = 302,378C3 = -2,178C4 = 266,002C5 = 1,954C6 = 50,495C7 = -2,004C8 = 79,732C9=-1,041-0,2 ≥ P1 ≥ -0,3310≤ P2≤315200 ≤ P3 ≤ 1500erfüllen,wobei sich die Nutdichte VD, die das Verhältnis der Nuten NTdes Rohres im Verhältnis zu der Referenzzahl Nrefder maximal auf der Innenoberfläche eines Rohres mit gleichem Äquivalenzdurchmessers DÄqveinbringbaren Nuten mit einer Nuttiefe TT = 1,3mm in Prozent beschreibt, aus der folgenden Beziehung ergibt:VD=NT/Nref*100und die Referenzzahl Nrefdie größte natürliche Zahl ist, die die BeziehungNref≤πarcsin(|2⋅|rA¨qv|⋅2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rA¨qv|−|r2|+1,3)−(2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rA¨qv|−|r2|+1,3))2||rA¨qv|)erfüllt, wobei|rA¨qv|=||AA¨qv|π|AA¨qv=A1+NT⋅ATA1=π⋅|r1|2AT=[|r2|⋅b22−s⋅(|r2|−(|TT|+h))2]−[|r1|⋅b12−s⋅(|r1|−h)2]b1=2⋅|r1|⋅arcsin(|2⋅|r1|⋅2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|)−(2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|))2||r1|)b2=2⋅|r2|⋅arcsin(|2⋅|r1|⋅2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|)−(2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|))2||r2|)s=2⋅|2⋅|r1|⋅2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|)−(2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|))2|h=2⋅|r2|⋅|TT|−|TT|22⋅(|r1|−|r2|+|TT|)und zu der es ein rNrefgibt, das unter Rückgriff auf den mit der vorstehenden Beziehung ermittelten Wert für AÄqvdie folgenden Beziehungen erfüllt, wonach AÄqvebenfallsAA¨qv=π⋅|rNref|2+Nref⋅[[|r2|2⋅arcsin(|2⋅|rNref|⋅2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3)−(2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3))2||r2|)−|2⋅|rNref|⋅2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3)−(2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3))2|⋅(|r2|−(1,3+2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3)))]−[|rNref|2⋅arcsin(|2⋅|rNref|⋅2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3)−(2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3))2||r1|)−|2⋅|rNref|⋅2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3)−(2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3))2|⋅(|rNref|−2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3))]]ohne die Nebenbedingungenπ≥Nref⋅arcsin(|2⋅|rNref|⋅2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3)−(2⋅|r2|⋅1,3−1,322⋅(|rNref|−|r2|+1,3))2||rNref|),rNref<rA¨qvzu verletzen und wobei sich der Äquivalenzdurchmesser DÄqvaus der Beziehung DÄqv= 2 rÄqvergibt.