DE3739619A1 - Tuetenwirbelgeneratoren und waermeuebertragungsflaechen fuer waermeaustauscher - Google Patents

Description

Soll Wärme durch Konvektion an ein Fluid (flüssiges oder gasförmiges Medium) über eine Wand übertragen werden, die entweder durch Strahlung und/oder Konvektion von einem zweiten Fluid geheizt wird, so ist es das Ziel, für einen zu übertragenden Wärmestrom die benötigte Wärmeübertra­ gungsfläche klein und bei erzwungener Konvektion auch den Druckverlust gering zu halten. Liegt der Wärmeübertragungs­ widerstand vor allem auf einer Seite der wärmeübertragen­ den Wand, werden zur Verbesserung des Wärmeübergangs auf dieser Seite plattenförmige Sekundärflächen (Rippen, Lamel­ len) angebracht, was zu den bekannten Rippenrohr- und La­ mellen-Wärmeaustauschern geführt hat. Ist der Wärmeübergang auf beiden Seiten der Wand schlecht, können auf beiden Seiten Sekundärflächen angebracht werden, was bei Platten­ wärmeaustauschern angewandt wird. Zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs an Wärmeübertragungsflächen wurden be­ sondere Sekundärflächen entwickelt. Insbesondere wurden Sekundärflächen als Turbulatoren (Turbulenzerzeuger) und Wirbelerzeuger ausgebildet. Auf Turbulatoren wird nicht weiter eingegangen, da sie mit der Erfindung nichts zu tun haben.

Zur Verbesserung des Wärmeübergangs bei erzwungener und/- oder freier Konvektion wurde vorgeschlagen, strukturierte Längswirbel an der Wärmeübertragungsfläche durch Anbringen, Ausprägen oder Ausstanzen von Wirbelgeneratoren zu erzeu­ gen, die die Form von Rechteck- und Dreieck-Rippen und entsprechender Flügel haben und einen Anstellwinkel mit der Durchströmungsrichtung bilden (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7). Allen diesen Vorschlägen liegt zugrunde, durch die Längswirbel gezielt wandferne und wandnahe Fluidschichten auszutauschen und dadurch die für den Wärmeübergang maßge­ benden Wand-Temperaturgradienten zu erhöhen. Dabei sind entgegengesetzt rotierende Wirbel effizienter als gleich­ sinnig rotierende Wirbel und es wurde außerdem darauf hin­ gewiesen, daß Längswirbelerzeuger gegenüber Turbulatoren geringere zusätzliche Druck- oder Strömungsverluste hervor­ rufen (4), (7). Für freie Konvektion wurden bisher nur kurze, angestellte Rechteckrippen vorgeschlagen (2), die als Pfeilrippen bezeichnet werden. Für zentrale Strahlungs­ empfänger (CRS - Central Receiver Systems) für Hochtempera­ tur-Solarprozesse, die als 'volumetric' oder 'tubular' Receivers ausgeführt werden, sind solche Wirbelgeneratoren noch nicht vorgeschlagen worden.

Bekannt ist also die Verwendung von Dreieck-Flügeln oder Halbflügeln (bei Flügeln ist deren Hinterkante fest mit der Hauptwärmeübertragungsfläche verbunden, bei Halbflü­ geln ist die Flügellängsachse fest mit dieser verbunden), als Erzeuger strukturierter Längswirbel zur Wärmeüber­ gangserhöhung, die durch Ausstanzen und Ausprägen aus oder Aufbringen an der Wärmeübertragungsfläche entstehen.

Bekannt sind weiterhin aus der Aerodynamik, daß der ange­ stellte Tragflügel kleiner Streckung, dessen Vorderkanten überwiegend schräg (also nicht senkrecht) zur Strömungs­ richtung stehen, entlang der Vorderkanten einen oder auch mehrere starke tütenförmige Wirbel erzeugt, die einen be­ sonders hohen Auftrieb bewirken, Abb. 1. Solch ein Flügel wird kurz als Tütenwirbelgenerator oder -erzeuger bezeich­ net. Außerdem ist bekannt, daß die Tütenwirbel bei An­ stellwinkeln von ∼25° aufplatzen und damit ihre Wirkung verlieren und daß diese Tütenwirbelgeneratoren minimalen induzierten Widerstand erzeugen.

Neu an der vorliegenden Erfindung ist, daß bei erzwungener und/oder freier Konvektion für Tütenwirbelerzeuger in der Form von Flügeln oder Halbflügeln der Bereich ihrer Strec­ kung (Flügelbreite zum Quadrat zur Flügelfläche), des An­ stellwinkels, Schiebewinkels und bei Halbflügeln des Sei­ tenwinkels angegeben wird. Der Bereich wird so angegeben, daß nicht nur die an sich bekannte Erhöhung des Wärmeüber­ gangs resultiert, sondern eine so große Wärmeübergangser­ höhung, die zu einem so guten Verhältnis von Wärmeüber­ gang zu Strömungsverlust führt, daß der Einsatz von Tüten­ wirbelgeneratoren in Wärmetauschern besonders günstig ist, Anspruch 1. Günstig heißt dabei, mit einem kleinen Tütenwirbelerzeuger auf einer im Verhältnis zu diesem großen Wärmeübertragungsfläche wesentliche Wärmeüber­ gangserhöhungen bei z. B. gegebenem Druckverlust zu erzie­ len.

Zum Beispiel wurde mit einem Deltaflügel der Streckung 1,25 bei einem Anstellwinkel von 50° auf einer Wärmeüber­ tragungsfläche, die 173mal größer als die Deltaflügelflä­ che ist, bei einer Reynoldszhal von 2000 der Wärme­ übergang um 47% gegenüber dem Wert ohne Deltaflügel gesteigert. In umfassenden Versuchen konnte gezeigt wer­ den, daß der Turbulenzgrad der Strömung, sofern er unter 25% liegt, unerheblich ist, daß Schiebewinkel unter 25° nur einen untergeordneten Einfluß haben, während Streckun­ gen zwischen 1,2 und 2,5 und Anstellwinkel zwischen 30° und 65° je nach Reynoldszahl zur Beeinflussung der Wär­ meübertragungsfläche und der zulässigen zusätzlichen Strö­ mungsverluste besonders günstig sind. In Abb. 2 sind die maßgebenden Geometrie-Parameter für einen Deltaflügel und Deltahalbflügel dargestellt. Weiterhin zeigt sich, daß die Flügel und Halbflügel umso stärkere Tütenwirbel erzeugen, je geringer ihr Dickenverhältnis ist und für Dickenver­ hältnisse oberhalb 0,2 drastisch an Wirksamkeit verlieren.

Da die Tütenwirbelgeneratoren an einer Wärmeübertragungs­ fläche angebracht oder aus einer solchen herausgearbeitet werden, beginnen sie an einer Wand, an der sowohl bei erzwungener als auch bei freier Konvektion die Geschwin­ digkeit verschwindet. In unmittelbarer Wandnähe ist der Tütenwirbelgenerator daher wirkungslos. Da die Tütenwir­ belstärke, die entscheidend für die Wärmeübergangserhöhung ist, proportional zum Quadrat der Anströmgeschwindigkeit und der Flügelfläche ist, ist es wichtig, eine möglichst große Flügelfläche in den Bereich großer Geschwindigkeiten zu legen. Daher sind z. B. durch Abkantung oder Abrundung vorn abgestumpfte Tütenwirbelerzeuger (Abb. 3) besonders günstig. Weiterhin ist bekannt, daß an den Ecken von Doppeldeltaflügeln und Abwinkelungen neue Tütenwirbel erzeugt werden, und daß so besonders starke und stabile Wirbelkonfigurationen entstehen. Neu an der vorliegenden Erfindung ist daher der Einsatz abgestumpfter Tütenwir­ belerzeuger, bei denen der wirksame Teil des Wirbelerzeu­ gers in den günstigsten Strömungsbereich gelegt wird, sowie der Einsatz von Doppeldeltaflügeln und abgewinkelten Flügeln zur Erzeugung besonders starker und stabiler Wir­ bel, Abb. 3, Anspruch 2.

Ein einzelner deltaartiger Flügel erzeugt ein entgegenge­ setzt rotierendes Tütenwirbelpaar. Da dies die effektivste Strömungsumwälzung hervorruft, sind Halbflügel möglichst so anzuordnen, daß die ebenfalls solch ein Tütenwirbelpaar erzeugen. Da Tütenwirbel quer zur Strömungsrichtung über eine halbe Flügelbreite schon stark abklingen, während sie in Strömungsrichtung über viele Flügellängen erhalten bleiben, sind Tütenwirbelgeneratoren seitlich relativ eng zu staffeln, während es in Längsrichtung sinnvoll sein kann, sie auch erheblich weiter auseinanderzuziehen. Der beanspruchte Bereich hat sich als besonders günstig erwie­ sen, wobei die Staffelung als Funktion der Wärmeübertra­ gungsfläche, der wärmetechnischen Zielsetzung und der Lage des Wirbelerzeugers auf der Wärmeübertragungsfläche zu bestimmten ist, Ansprüche 9, 10, Abb. 4, 5. So sollten z. B. bei erzwungener Konvektion die Tütenwirbelerzeuger an Lamellen im Anlaufgebiet seitlich und längs der Hauptströ­ mung weiter auseinanderliegen als bei entwickelter Strö­ mung, um an denjenigen Orten keinen unnötigen Beitrag zum Strömungsverlust zu leisten, an denen der Wärmeübergang anlaufbedingt sowieso hoch ist und dort die volle Wirkung zu entfalten, wo der Wärmeübergang stark verbesserungsfä­ hig ist. Die plattenförmigen Wärmeübertragungsflächen, wie sie bei Rippenrohr-, Lamellen- und Plattenwärmeaustau­ schern, aber auch Konvektoren eingesetzt werden, haben einen bestimmten Abstand H zueinander und es sind nun unterschiedliche Wirbelerzeuger-Anordnungen günstig, je nachdem, ob die Tütenwirbelgeneratoren nur an einer oder an beiden Seiten der Platte angebracht werden. Dabei kön­ nen einige Wirbelgeneratoren gleichzeitig als die kon­ struktiv notwendigen Abstandshalter für die Platten wir­ ken. Ziel der Anordnungen ist es immer, eine weitgehend vollständige Fluidumwälzung an beiden Seiten der platten­ förmigen Wärmeübertragungsflächen zu bekommen. Dazu ist es notwendig, viele starke Tütenwirbel zu erzeugen, die in Strömungsrichtung - wenn zweckmäßig - durch nachfolgen­ de Tütenwirbelerzeuger wieder verstärkt werden. Daher ist das Herausragen aus der Plattenoberfläche abwechselnd nach beiden Seiten günstig und die optimale Höhe des einzelnen Tütenwirbelerzeugers h im Vergleich zum Platten­ abstand H abhängig von Anordnung und Lage des Tütenwirbel­ generators, Ansprüche 11 bis 13. Aus der Ausbreitungsrich­ tung der entgegengesetzt rotierenden Wirbel und der Lage der Wirbelachsen relativ zum Flügel läßt sich auf die günstige Staffelung der Tütenwirbelerzeuger untereinan­ der schließen. Dabei soll ein nachfolgender Tütenwirbelge­ nerator immer als Verstärker der schon vorhandenen Wirbel wirken.

Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich weiterhin aus den folgenden Zeichnungen mit exemplarischen Darstel­ lungen.

Abb. 1: Tütenwirbel, die an Vorderkanten angestellter

• (a) Deltaflügel,
• (b) Deltahalbflügel erzeugt werden.
• (c) Aufrollen des Vorderkantenwirbels zu einem Tü­ tenwirbel an einem angestellten Dreieckflügel, sichtbar gemacht durch Rauch.
• (d) Wirbelschnitt mittels Laserlichtschnittverfah­ ren durch entgegengesetzt rotierendes Tütenwir­ belpaar hinter einem Deltaflügel an einer La­ melle.

Abb. 2: Flügel- und Halbflügel-Tütenwirbelerzeuger mit An­ gabe von Länge l, Breite b, Anstellwinkel β, Schie­ bewinkel γ, Seitenwinkel σ und Streckung Λ = b ²/A, mit A der Tütenwirbelerzeuger beim Deltaflü­ gel (a) und der doppelten Tütenwirbelerzeugerfläche beim Deltahalbflügel (b).

Abb. 3: Exemplarische Formen von Tütenwirbelerzeugern:

• (a) Flügel: vorn abgestumpfter Deltaflügel durch Abkantung (a ₁) und Abrundung (a ₂); Doppeldelta­ flügel mit abnehmender (a ₃) und zunehmender (a ₄) Streckung; abgewinkelter Doppeldeltaflügel (a ₅)
• (b) Halbflügel: vorn abgestumpfter Delta-Halbflügel durch Abkantung (b ₁) und Abrundung (b ₂); Doppel­ deltahalbflügel mit abnehmender (b ₃) und zuneh­ mender (b ₄) Streckung; abgewinkelter Doppeldel­ ta-Halbflügel (b ₅).

Abb. 4: Reihenanordnung von Tütenwirbelerzeugern quer zur Hauptströmungsrichtung, gezeigt am Beispiel von (a) Doppeldeltaflügel und (b) Paaren von Doppeldelta- Halbflügeln.

Abb. 5: Versetzte Anordnung von Tütenwirbelerzeugern in Hauptströmungsrichtung hintereinander, gezeigt an Doppeldeltaflügeln.

Abb. 6: Zwei Lamellen im Abstand H mit Tütenwirbelerzeu­ gern der Höhe h exemplarisch dargestellt an einem Flügel- und einem Halbflügel-Tütenwirbelerzeuger; h/H ≃ 0.4.

Abb. 7: Spiegelbildliche Anordnung von Halbflügel-Tütenwir­ belerzeugern an der Ober- und Unterseite zweier Wärmeübertragungsflächen, die einen Kanal der Höhe H bilden; h/H ≦ 0.5.

Abb. 8: Alternierende Anordnung von Halbflügel-Tütenwirbel­ erzeugern an der Ober- und Unterseite von Wärmeüber­ tragungsflächen eines Lamellenpakets; h/H ≦ 0.5.

Abb. 9: Ausschnitt (schematisch) aus einem Lamellen-Wärme­ austauscherstapel, aufgebaut aus erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsflächen, mit verschiedenen Tüten­ wirbelgeneratoren. Gezeigt wird ein Ausschnitt aus einem Lamellenstapel eines Lamellenwärmeaustau­ schers, bei dem aus den Lamellen eine Anordnung erfindungsgemäßer Tütenwirbelgeneratoren ausge­ stanzt ist. Gezeigt ist eine Anordnung bestehend aus zwei Rohren (11, 12), durch die das zu erwärmen­ de oder zu kühlende Fluid geführt wird, und mehre­ ren als Wärmeübertragungsflächen ausgelegten Lamel­ len (2).

Als Abstandshalter der Lamellen an der Eintritts­ seite dienen angestellte Halbflügel mit drucksei­ tigem Druchbruch (31), deren Flügelende zur Er­ höhung der Auflagefläche für die Gegenlamelle abge­ flacht ist. Die Abstandshalter an der Austrittsseite der Übertragungsfläche (32) weisen einen saugsei­ tigen Durchbruch auf. Der Anstellwinkel ist hier so gewählt, daß dem anströmenden Wirbel ein entgegengesetzt rotierender überlagert wird. Anstellwinkel und saugseiti­ ger Durchbruch gewährleisten einen weitgehenden Abbau der Wirbelströmung an dieser Stelle und wandeln den sonst nutzlos austretenden Impulsstrom in Druck zurück.

Die halbflügelförmigen Tütenwirbelgeneratoren im Ein­ trittsbereich der Spaltströmung (41, 42) weisen von beiden Wärmeübertragungsflächen aus so in den Kanal, daß sich die Wirbelgeneratoren gegenüberstehen, wobei das Verhältnis von Flügelhöhe zu Plattenabstand etwa bei 0.3 liegt. Aufgrund der geringen Grenzschichtdicke an dieser Stelle kann die Höhe und Fläche der Wirbelgeneratoren klein sein. Die Wirbelerzeuger (42) im Staupunktbereich des durch die Lamellenöffnung geführten Rohres (11) weisen bei gleicher Geometrie (41) einen größeren Anstellwinkel auf, um stärkere Wirbel zur Beeinflussung der Rohrumströmung zu induzieren. Die Wirbelerzeuger (51) im Bereich des Rohres haben Anstellwinkel von etwa 35°. Ihre Ausstanzöffnungen liegen auf der Druckseite. Sie ragen nur von einer Wärme­ übertragungsfläche in den Kanal, um eine unnötige Durchbrechung der Fläche in diesem Bereich hoher Wärme­ stromdichten in der Lamelle zu vermeiden. Die bei der Wirbelbildung wirksame Kante der Halbflügel liegt im Be­ reich hoher Geschwindigkeiten. Die Vorderkante ist stumpf und das Verhältnis von Flügelhöhe zu Lamellenabstand be­ trägt etwa 0.8.

Zwischen den beiden Rohren der Anordnung ist eine weitere Reihe von Halbflügel-Wirbelgeneratoren plaziert (61), (62). Aufgrund der angewachsenen Grenzschichtdicke und um ver­ stärkt Fluidschichten aus der Kanalmitte an die Lamelle zu bringen, beträgt die Höhe hier 50% des Lamellenabstands, die Flügel ragen bis zur Kanalmitte. Die stumpfe Vorder­ kante bedeutet wiederum eine Verringerung der Ausstanzflä­ che bei gleichzeitiger Verlagerung der wirksamen Flügel­ kanten in Bereichen hoher Geschwindigkeit. Die Wirbelbil­ dung in Wandnähe wäre aufgrund der dort vorherrschenden geringen Geschwindigkeiten schwach. Der vorversetzte Tü­ tenwirbelerzeuger (61) bewirkt eine Erhöhung des relativ geringen Wärmeübergangs im Nachlauf des Rohres.

Entlang der seitlichen Symmetrielinie der Anordnung (Pa­ rallelschaltung mehrerer gleichartiger Anordnungen zu einem gesamten Wärmeübertrager) sind Deltaflügel-Wirbelge­ neratoren (71), (72) ausgestanzt. Auch hier ragen die Wir­ belerzeuger von beiden Wärmeübertragungsflächen aus in den Kanal. Wie bei den Halbflügeln (41) endet die Flügelspitze bei etwa einem Drittel der Kanalhöhe, da zunächst die wandnahen Schichten umgewälzt werden sollen. Die Wirbeler­ zeuger (71) weisen Doppeldeltaform auf, die größere Flü­ gelstreckung in Wandnähe verstärkt die Wirbelbildung.

Bei Deltaflügel-Wirbelgeneratoren wird der abströmende Wirbel zur Lamelle hin abgelenkt und dabei elliptisch verformt. Die Höhe h der Deltaflügel (72) im hinteren Bereich des Spalts beträgt deshalb mehr als 50% des Plat­ tenabstandes, damit jeder Wirbel sich auf etwa die halbe Kanalhöhe erstreckt, die Wirbel sich gegenseitig verstär­ ken und Fluidschichten aus der Mitte des Kanals an die Lamelle bringen

Die Wirbelgeneratoren im Austrittsbereich der Strömung sind so angeordnet, daß ein weitestmöglicher Abbau der in der Strömung noch vorhandenen Wirbel stattfindet. Dies geschieht durch Überlagerung vorhandener Wirbelstrukturen durch entgegengesetzt rotierende. Zu diesem Zweck werden die Deltaflügel (81) von hinten angeströmt. Der Durchbruch liegt wie bei den Abstandhaltern (32) auf der Saugseite, was die Durchströmung der Lamelle verstärkt und die Wirbel­ stärke verringert.

Der Abstand der Lamellen (2) kann im Vergleich zu einer Anordnung ohne Wirbelgeneratoren aufgrund des erhöhten Wärmeübergangs vergrößert werden.

• 1) Vergl. z. B. J.P. Milliat, Experimental study of finned cans of the "herring-bone-type". Paper 8 des Symposium on the use of secondary surfaces for heat transfer with clean gases. November 1960. Published by the Institute of Mechanical Engineers. 1 Brideage Walk Westminster London.
• 2) Vergl. Offenlegungsschrift 22 51 690 vom 25.4.1974, G. Linke, Aachen.
• 3) Vergl. Brevet d'invention No. 1.448.341, 8.7.1965, M. Donald Hartley, "Perfectionnements apportes aux exchan­ gers de chaleur".
• 4) Vergl. Offenlegungsschrift DE 33 47 828 A1, 18.7.1983; Dieter Wurz.
• 5) Vergl. z. B. F.J. Edwards, C.J.R. Alker, The Improvement of Forced Convection Surface Heat Transfer Using Sur­ face Protrusions in the Form of (A) Ceebes and (B) Vortex Generators, Proceedings 5th IHTC Tokyo Vol. 2, pp. 244-248, 1974.
• 6) Vergl. z. B. C.M. Russel, T.V. Jones, G.H. Lee, Heat Transfer Enhancement Using Vortex Generators. Proc. 7th IHTC, München, Vol. 3, pp. 283-288, 1982.
• 7) Vergl. z. B. M. Fiebig, P. Kallweit, N.K. Mitra, Wing Type Vortex Generators for Heat Transfer Enhancement, Proc. 8th THCT, San Francisco, Vol. 5, pp. 2909-2913, 1986.

Claims (18)

1. Tütenwirbelerzeuger als Flügel (Flügelhinterkante mit Wärmeübertragungsfläche verbunden) oder Halbflügel (Längs­ achse mit Wärmeübertragungsfläche verbunden) an Wärmeüber­ tragungsflächen für natürliche und/oder erzwungene Konvek­ tion, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel oder Halbflü­ gel Streckungen (Flügelbreite zum Quadrat zur Flügel­ fläche) Λ zwischen 1,2 und 2,5 und Anstellwinkel β zur Wärmeübertragungsfläche zwischen 30° und 65° aufweisen, der Schiebewinkel γ gegenüber der Anströmungsrichtung kleiner 25° ist und bei Halbflügeln der Seitenwinkel σ zwischen Wärmeübertragungsfläche und Halbflügelfläche vom rechten Winkel maximal um 45° abweicht (Abb. 2).

2. Tütenwirbelerzeuger als Flügel oder Halbflügel an Wär­ meübertragungsflächen für natürliche und/oder erzwungene Konvektion, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel oder Halbflügel vorn abgestumpft sind, Doppeldeltaform haben und/oder abgewinkelt sind (Abb. 3).

3. Tütenwirbelerzeuger nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Dickenverhältnis (Dicke/Wandstärke zu Länge des Tütenwir­ belerzeugers) von kleiner als 0,2.

4. Wärmeübertragungsflächen mit Tütenwirbelerzeugern nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger an der Wärmeübertragungsfläche ange­ bracht werden, ohne daß Durchbrüche in der Wärmeübertra­ gungsfläche entstehen.

5. Wärmeübertragungsflächen mit Tütenwirbelerzeugern nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger durch Ausstanzen aus der Wärmeübertra­ gungsfläche hergestellt werden, in der dadurch Durchbrüche entstehen.

6. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 5 mit Tütenwir­ belerzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungen der Überdruckseite der Tütenwirbelerzeuger zugewandt lie­ gen.

7. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 4 und/oder 5 als Rippen-, Lamellen- oder Plattenstapel mit Tütenwirbelerzeu­ gern, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger auch als Abstandshalter der Rippen, Lamellen oder Platten wirken.

8. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 4 bis 7 mit Halbflügel-Tütenwirbelerzeugern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbflügel so angeordnet sind, daß entgegengesetzt rotierende Wirbelpaare entstehen (Abb. 4).

9. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 4 bis 8 mit Tütenwirbelerzeugern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger in einer Reihe senk­ recht zur Druchströmungsrichtung angeordnet sind, derart, daß bei Flügeln der Abstand B zwischen den Symmetrieebenen zweier Flügel zur Flügelbreite b zwischen 1,2 und 3 variiert, während bei Halbflügeln der halbe Symmetrieebe­ nen-Abstand B/2 zu der seitlichen Auslenkung s eines Halb­ flügels zwischen 1,1 und 3,5 variiert. Dabei errechnet sich die Auslenkung s als Summe aus halbem Spitzenabstand a/2 des Halbflügelpaares und dem Sinus des Anstellwinkels β mal der Halbflügellänge l ( Abb. 4).

10. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens zwei Reihen von Tütenwirbel­ erzeugern hintereinander angebracht sind mit einem Abstand L zur Tütenwirbelerzeugerlänge l zwischen 1,4 und 6 (Abb. 5).

11. Zwei oder mehr plattenförmige Wärmeübertragungsflächen im Abstand H nach Anspruch 4 und 5 mit Tütenwirbelerzeu­ gern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeugerhöhe h (für Flügel ist h gleich der Flügellänge l mal dem Sinus des Anstellwinkels β und für Halbflügel ist h gleich der halben Breite b/2 mal dem Sinus des Seitenwinkels σ), mehr als 40% des Abstandes H ausmacht (Abb. 6).

12. Mehrere plattenförmige Wärmeübertragungsflächen im Abstand H nach Anspruch 4 und 5 mit Tütenwirbelerzeugern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger zweier benachbarter Wärmeübertragungs­ flächen spiegelbildlich angeordnet sind und so paarweise von oben und unten in die von den Wärmeübertragungsflächen gebildeten Kanäle ragen, wobei die Höhe der Tütenwirbeler­ zeuger kleiner als 50% der Wärmeübertragungsflächen ist (Abb. 7).

13. Plattenförmige Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger in Strömungsrichtung abwechselnd an der Ober- und Unterseite angebracht sind (Abb. 8).

14. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 4 bis 8 und 11 bis 13 mit Tütenwirbelerzeugern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tütenwirbelerzeuger in Strömungsrichtung gestaffelt angeordnet sind, wobei der Abstand L in Hauptströmungsrichtung zweier hintereinander angeordneter Tütenwirbelerzeuger zu ihrer Länge l zwischen 1,6 und 7 und ihre seitliche Versetzung B quer zur Haupt­ strömungsrichtung bei Flügeln zwischen dem 0,6- und 1,6­ fachen der Flügelbreite b und bei Halbflügeln zwischen dem 0,5- und 2fachen der seitlichen Auslenkung s ist (s = l sinβ + a/2; Abb. 4b).

15. Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halbflügel paarweise so angeordnet sind, daß ein Paar jeweils zwei entgegengesetzt rotierende Tütenwirbel erzeugt.

16. Plattenförmige Wärmeübertragungsfläche nach Anspruch 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungs­ fläche eine Öffnung für ein Rohr hat, durch das das zu erwärmende oder zu kühlende Fluid geführt wird.

17. Rippenrohr- bzw. Lamellenwärmeaustauscher mit einer Anzahl von Rippen bzw. Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige die Form der Wärmeübertragungs­ flächen nach den Ansprüchen 4 bis 16 haben.

18. Wärmeaustauscher, die zumindest einige Wärmeübertra­ gungsflächen nach den Ansprüchen 4 bis 16 enthalten.