Nein, deine Vermutungen sind falsch. Was die Wärmeübertragung und damit die Kühlleistung angeht, sind sowohl makroskopische als auch mikroskopische Verwirbelungen tendenziell nützlich. Deshalb sorgt man z. B. bei effektiven Wasserkühlern für feine Strukturen zur Strömungsbeschleunigung und nutzt Düsen zur Umlenkungen (u. A. damit das Wasser verwirbelt wird - der Hauptgrund dafür ist aber ein anderer). Beides sorgt für einen besseren Wärmeübergang. Im Radiator ist die Wasserseite allerdings ziemlich nebensächlich, und für die Kühlleistung nicht ausschlaggebend. Die Luftseite dominiert bei Radiatoren deutlich und bestimmt die Effektivität maßgeblich. Allerdings verbessert sich auch auf der Luftseite eine Radiators der Wärmeübergang durch Verwirblungen bzw. durch turbulente Strömung - es ist da nur im Detail etwas kompliziert, weil Luft kompressibel ist.
Grundsätzlich sollte man auch zwischen makroskopischen Verwirbelungen und turbulenter Strömung unterscheiden. Insbesondere letztere verbessert den Wärmeübergang deutlich, aber auch erstere können positiv dazu beitragen - jedoch nur sehr begrenzt, da sie den Turbulenzgrad und somit den Wärmeübergang nur lokal verbessern. Aber erst mal muss man die Grundlagen der Wärmeübertragung verstehen.
Da das bei Luft aufgrund der Kompressibilität wie gesagt etwas komplizierter ist, will ich mal versuchen das anhand von der Wärmeübertragung von einem Festkörper an ein flüssiges Wasser zu erklären (kann man natürlich auch anderes herum vom flüssigen Wasser an den Festkörper betrachten):
Die Effektivität des Wärmeübergangs von einem flüssigen Medium zu einem Festkörper, kann man durch den sog. Wärmeübergangskoeffizienten ausdrücken. Dieser ist davon abhängig wie gut die Wärme übertragen wird bzw. wie groß die absoluten Wärmewiderstände sind, die dabei überwunden werden müssen. Wärme kann man sich im Feststoff als Gitterschwingung (Phononen) oder anschaulicher als das Zittern der Atome um ihre jeweilige Ruhelage vorstellen. Ganz in Ruhe sind sie grundsätzlich nie (das ist im Übrigen die Aussage des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik). Je stärker die Atome um ihre Ruhelage zittern desto mehr Wärmeenergie tragen Sie. Wärme ist also grob gesagt die Bewegungsenergie der Atome, die sie zittern lässt. Will man nun diese Energie von einem Atom an ein anderes übertragen, muss Teil dieser Bewegungsenergie an ein anderes Atom weitergeben werden. Das funktioniert aber nur in Richtung weniger zitternder - also kälterer Atome. Im Festkörper geschieht es durch direkte Wärmeleitung. Das heißt die stark zitternden heißeren Atome stoßen weniger heiße Nachbaratome an und übertragen so die Energie. Das Nachbaratom zittert nun also etwas stärker als vorher (ist also heißer) und stößt wieder ein kälteres an. Die Wärmeenergie fließt also immer von heiß zu kalt. Im stationären Zustand, also bei gleichbleibendem Wärmestrom stellt sich so ein kontinuierlicher Temperaturgradient zwischen heißer und kalter Seite des Festkörpers ein. Kommt man nun an eine Phasengrenze wie den Übergang vom Festkörper zu einem flüssigen Medium geht das Spiel im Prinzip genauso weiter, nur wird die Wärme von der Gitterschwingung des Metalls an die kalten Wassermoleküle weitergegeben die aufgrund ihrer asymmetrischen Struktur recht viel Wärme aufnehmen können. Das liegt daran, dass die zwei Wasserstoffatome und das Sauerstoffatom eines Wassermoleküls so aneinander gebunden sind, dass sich viele Freiheitsgrade für Schwingungen ergeben. Dementsprechend kann ein Wassermolekül verhältnismäßig viel Wärme tragen, weil es aufgrund seiner Struktur ziemlich wild herum zappeln kann. Das und die verhältnismäßig kleinen Moleküle sind der Grund für die hohe Wärmekapazität von Wasser. Anderseits ist es aber relativ schwer Wärme von einem Wassermolekül an ein anderes Wassermolekül weiterzugeben, weil Wasser als Flüssigkeit eben keine festen Bindungen zwischen den Molekülen hat (lediglich schwache Van-der-Waals-Kräfte wirken da). Die Moleküle haben zudem im Mittel vergleichsweise große Abstände zueinander. Daher können sie Wärme nicht so gut weitergeben. Deshalb ist die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ganz im Gegensatz zur Wärmekapazität relativ schlecht. Am Phasenübergang steht man nun also vor dem Problem, dass die Wärme zwar gut durch der Festkörper geleitet wurde, aber im Wasser nur noch schwer weiter kommt.
Nun kommen wir zur Strömung: Wenn das Wasser langsam strömt, bildet sich eine sog. laminare Grenzschicht, die einen verhältnismäßig großen Wärmewiderstand darstellt. Das Wasser in dieser Zone direkt am Festkörper bewegt sich dabei relativ zu diesem gar nicht (direkt an der Wand) bzw. sehr langsam. Durch diesen Bereich dringt die Wärme vorrangig per Wärmeleitung, die aus o. g. Gründen bei Wasser vergleichsweise schlecht ist. Erst in der Kernströmung in der Mitte des Rohrs oder Kanals bewegt sich das Wasser schnell (und auch nahezu reibungsfrei) und kann die aufgenommene Wärme abtransportieren. Es ist also bei langsamer Strömung schwer Wärme vom Festkörper ans Wasser oder auch vom Wasser an einen Festkörper zu übertragen, da die meisten Wassermoleküle in der Kernströmung ohne direkte Wärmeübertragung vom Festkörper durch fließen. Der hohe Wärmewiderstand den die laminare Grenzschicht darstellt, ist ein Hindernis, das den Wärmeübergang stark behindert.
Das Problem kann man lösen indem man dafür sorgt, dass möglichst viele Wassermoleküle beim Vorbeiströmen an einem wärmeren (Kühler) oder kälteren (Radiator) Festkörper die Möglichkeit haben direkt mit der Wand zu kollidieren und dort direkt und ohne weitere Wärmeleitung durch andere Wassermoleküle Wärme aufzunehmen oder abzugeben. Dies kann man auf unterschiedliche Art und Weise erreichen. In einer langsamen laminaren Strömung kann man z.B. makroskopische Verwirbelungen durch Abrisskanten im Strömungsweg oder durch scharfe Umlenkungen erreichen. So können ganz lokal Wassermoleküle die aus der Kernströmung abgelenkt werden die Festkörperoberfläche erreichen und dort direkt Wärme aufnehmen. Das Problem dabei ist die Tatsache, dass solche makroskopischen Umlenkungen relativ viel Strömungswiderstand hervorrufen und nur sehr punktuell einen verbesserten Wärmeübergang erzeugen. An den allermeisten Stellen der Kontaktfläche zum Festkörper bleibt die laminare Grenzsicht aber bestehen und die Wärmeübertragung erfolgt weiter vorranging durch Wärmeleitung. Allein durch makroskopische Verwirbelungen ist daher kein Blumentopf zu gewinnen, wenn man den Wärmeübergang verbessern will. Der wesentlich bessere Weg ist die Erhöhung des Turbulenzgrades durch Beschleunigung der Strömung.
Ab einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit, die von der dynamischen Viskosität des fließenden Mediums sowie von der Geometrie und den Abmessungen des durchströmten Querschnitts abhängt, erreicht man den sog. laminar-turbulent-Übergang. Das darf man sich nicht als scharfe Grenze vorstellen, aber in diesem keinen Strömungsgeschwindigkeitsbereich verbessert sich der Wärmeübergangskoeffizient hier sehr drastisch. Der Grund dafür liegt darin, dass die Wassermoleküle in der Strömung ab diesem Geschwindigkeitsbereich aus der Kernströmung ausbrechen können und die Wände des Kanals oder Rohres in dem sie Strömen direkt erreichen können. Gleichzeitig steigt die Flüssigkeitsreibung. Das heißt die Moleküle bewegen sich so schnell, dass zufällige Kollisionen aufgrund geringer Störungen in der vormals streng laminaren Kernströmung Bewegungsvektoren zulassen die von der Hauptströmungsrichtung abweichen. Es können sich nun also mit zunehmender Geschwindigkeit immer mehr Moleküle auch quer zur Strömungsrichtung bewegen, und somit direkt Wärme an Festkörper aufnehmen. Die laiminare Grenzschicht löst sich so mit steigender Strömungsgeschwindigkeit schnell auf, und der Wärmeübergang profitiert enorm. Steigert man die Strömungsgeschwindigkeit noch weiter erreicht man recht schnell den Zustand in dem sehr viele Moleküle die Möglichkeit haben bei ihrem Durchlauf direkt Wärme aufzunehmen. Weitere Steigerungen des Turbulenzgrades durch höhere Strömungsgeschwindigkeiten verbessern den Wärmeübergang dann immer weniger, da ohnehin nur noch wenige Moleküle die Wand nicht direkt erreichen.
Kurz gesagt: Die makroskopischen Verwirbelungen auf der Wasserseite durch scharfe Umlenkungen, auf die du mit deiner Bildersammlung vermutlich hinweisen wolltest, sind tendenziell kühlleistungsfördernd - nicht kühlleistungsmindernd. Allerdings ist die Wasserseite bei Radiatoren nicht ausschlaggebend für die Kühlleistung und außerdem finden die Umlenkungen in Bereichen ohne Lamellen statt, wo man vom lokal verbesserten Wärmeübergang auch nicht profitieren könnte, dem nicht so wäre. Bei Radiatoren ist, wie eingangs schon erwähnt, die Luftseite absolut maßgeblich und leistungsbestimmend, weil die Wärmekapazität von Luft wesentlich schlechter als die von Wasser ist und weil Luft auch schlecht Wärme leitet, ist der Wärmeübergang auf der Wasserseite so gut wie nicht relevant. Es ist also wesentlich schwerer die Wäre vom Radiator an die Luft abzugeben als von Wasser an den Radiator.
Im Übrigen sind genau die ersten beiden Radiatoren bei denen du die Nachteile vermutest, diejenigen mit der spezifisch besten Kühlleistung aus deiner Auswahl
. Das ist aber im Wesentlichen auf deren die Luftseite zurückzuführen. Auch auf der die Wasserseite zeigen zwar Netzradiatoren tendenziell den besseren Wärmeübergang (weniger wegen der Verwirbelungen durch die Umlenkung in den Vorkammern, sondern eher wegen der flachen Rohrquerschnitte) aber vor allem ihre Luftseite macht sie etwas effektiver als die Rohrradis im unteren Teil deiner Zusammenstellung.
Die Konvektoren im Mittleren Teil könnten zwar im Prinzip luftseitig vom Gegenstromprinzip profitieren aber ihnen fehlt es an Kühlfläche um besonders effektiv zu sein. Die Umlenkungen in die Einzelrohre sind hier allenfalls insofern relevant als durch die Parallelverrohrung nicht sichergestellt werden kann, dass durch alle Rohre die Gleiche Menge pro Zeit fließt - wobei das bei so großen Querschnitte in der Regel kein Problem mehr ist.
Die Bögen der Rohr-Radis im unteren Teil deiner Zusammenstellung sorgen tendenziell für einen etwas schlechteren Wärmeübergang auf der Wasserseite, aber zum Einen tun sie das an Stellen wo eh keine Lamellen sind und zum Anderen ist natürlich auch hier die Luftseite ausschlaggebend für die Kühlleistung. Hier haben Rohr-Radis aufgrund des ungünstigeren Flächenverhältnisse zwischen Lamellenfläche und Übergangsflächen von den Rohren zu den Lamellen in der Regel ebenfalls leichte Nachteile. Kurzum - deine "postiv beispiele" sind schlechter als die Netzradis die du oben als "negativ beispiele" genannt hast. Nur die Passiv-Konvektoren in der Mitte sind noch wesentlich weniger effektiv.
PS: Ich bitte darum obige Erklärung nicht wieder als wissenschaftliche Abhandlung zu verstehen. Das ist sie nicht. Dafür müsste man mehr ins Detail gehen und evtl. auch das ein oder andere vorrechnen aber ich denke das wäre nicht unbedingt zweckdienlich, um den Zusammenhang zu erklären.
