Badanie charakterystyk cieplno-przepływowych skraplania chłodniczych mieszanin zeotropowych w mini kanałach

• Autorzy: Bohdal T. , Sikora M. , Widomska K.

Warianty tytułu

EN

Investigation of heat and flow characteristics zeotropic refrigerants condensation in mini channels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wymiany ciepła oraz spadku ciśnienia podczas skraplania mieszanin zeotropowych R407C i R410A w minikanałach rurowych o średnicy wewnętrznej d = 0,31 ÷ 3,30 mm. Wyznaczono wartości lokalne i średnie współczynnika przejmowania ciepła a i oporów przepływu (Δp/L) w całym zakresie zmiany stopnia suchości (x = 1÷ 0). Na podstawie uzyskanych wyników badań zilustrowano wpływ zmiany stopnia suchości pary czynnika x, gęstości strumienia masy G oraz średnicy wewnętrznej kanału d na wartość badanych parametrów. Wskazano na wyraźny wpływ właściwości czynnika chłodniczego na charakterystyki cieplno-przepływowe skraplania w minikanałach rurowych. Wyniki badań porównano z wynikami obliczeń według zależności innych autorów. Zastosowany przedział rozbieżności wynosił ±50%. Na podstawie uzyskanych wyników badań opracowano własną korelację do obliczenia współczynnika przejmowania ciepła i oporów przepływu badanych czynników uzyskując zgodność z wynikami badań w zakresie ±25%.

EN

In the work results of experimental studies on heat transfer and pressure drop during condensation of R407C and R410A zeotropic refrigerants in pipes minichannels with internal diameter or d = 0.31 ÷ 3.30 mm were presented. Local and average values of heat transfer coefficient a and flow resistance (Δp/L) were calculated for the whole range of vapor quality change (x = 1 ÷ 0). Based on the obtained results, the influence of vapor quality changes x, the mass flux density G and the internal diameter of channel d on the values of the investigated parameters are illustrated. The effect of the refrigerant properties on the heat and flow characteristics during condensation was clearly indicated. The study results were compared with the results of calculations according to the correlations of other authors. The used range of accuracy was about ± 50%. On the basis of the obtained results, has been developed own correlation to calculate the heat transfer coefficient and the flow resistance of the tested refrigerants which describe phenomena with the accuracy of ± 25%.

Słowa kluczowe

PL

skraplanie; minikanały; czynniki zeotropowe

EN

condensation; minichannels; zeotropic refrigerants

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 9
• Strony: 50--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Bohdal T.

• Katedra Energetyki, Politechnika Koszalińska, Koszalin

autor

Sikora M.

• Katedra Energetyki, Politechnika Koszalińska, Koszalin

autor

Widomska K.

• Katedra Energetyki, Politechnika Koszalińska, Koszalin

Bibliografia

• [1] Akasaka R., Tanaka K., Higashi Y.: Thermodynamic property modeling for 2,3,3,3-tetrafiuoropropene (HFO-1234yf). International Journal of Refrigeration 33 (2010), pp. 52-60.
• [2] Akers W., Deans O. K., Crasser O. K.: Condensation heat transfer within horizontal tubes. X Chem. Eng. Progr. 1985, vol. 54, pp. 89-90.
• [3] Baroczy C. J.: Correlation of liquid fraction in two - phase flow with applications to liquid metals. Chemical Engineering Progress Symposium 1965, vol. 61, no. 57, pp. 179-191.
• [4] Bohdal T., Charun H., Sikora M.: Comparative investigations of the condensation of R134a and R404A refrigerants in pipe minichannels. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2011, vol. 54, Issue 9-10, pp. 1963-1974.
• [5] Bohdal T., Charun H., Sikora M.: Eksperymentalne charakterystyki cieplno-przepływowe skraplania roztworów zeotropowych w kanałach konwencjonalnych i minikanałach. Chłodnictwo 2013, nr 6, s. 14-19.
• [6] Bohdal T., Charun H., Sikora M.: Pressure drop during condensation of refrigerants in pipe minichannels. Archives of Thermodynamics 2012, vol. 33, pp. 87-106.
• [7] Bonca Z., Burtymowicz D., Targoński W., Hajduk T: Nowe czynniki chłodnicze i nośniki ciepła. Własności cieplne, chemiczne i użytkowe. Poradnik. IPPU MASTA, Gdańsk 2004.
• [8] Cavallini A., Cenesi G., Del Col D., Doretti L., Rossetto L.: Heat transfer coefficient HFC refrigerant turing condensation at high temperature inside a enhance tube. Proc. Int. Refrigeration Conference AT Purdue Uni. 2002, West Lafayette.
• [9] Cavallini A., Censi G., Del Col D., Doretti L., Longo G. A., Rossettol.: Condensation of halogenated refrigerants inside smooth tubes. HVAC And Research 2002, vol. 8, no. 4, pp. 429-451.
• [10] Cavallini A., Del Col D., Doretti L., Matkovic M., Rossetto L., Zilio C.: Two-phase frictional pressure gradient of R236ea, R134a and R410A inside multi-port minichannels. Experimental Thermal and Fluid Science 2005, vol. 29, pp. 861-870.
• [11] Charun H.: Eksperymentalne metody badania wymiany ciepła podczas przemian fazowych czynników chłodniczych w minikanałach. Chłodnictwo 2012, nr 12, s. 18-21.
• [12] Charun H.: Thermal and Bow characteristics of the condensation of R404A refrigerant in pipe minichannels. Int. Journal of Heat and Mass Transfer 2012, vol. 55, pp. 2692-2701.
• [13] Chen J. Y., Yang K. S., Chang Y. J., Wang C. C.: Two-phase pressure drop of air-water and R410A in small horizontal tubes. Int. J. of Multiphase Flow 2001, vol. 27, no. 7, pp. 1293-1299.
• [14] Doerr T. M., Eckels S. J., Pate M. B.: In-tube condensation heat transfer of refrigerant mixtures. ASHRAE Trans 1994, vol. 100, pp. 547-557.
• [15] Friedel L: Improved friction pressure drop correlation for horizontal and vertical two-phase pipe flow. European Two-Phase Flow Group Meeting, Paper no. 2, Ispra, Italy 1987.
• [16] Garimella S., Agarwal A., Killion J. D.: Condensation pressure drop in circular microchannels. Heat Transfer Engineering, 2005, vol. 26, pp. 1-8.
• [17] Jin X., Zhang X.: A new evaluation method for zeotropic refrigerant mixtures based on the variance of the temperature difference between the refrigerant and heat transfer fluid. Energy Conversion and Management, 2011, vol. 52, pp. 243-249.
• [18] Lie Y. M., Su F. Q., Lai R. I., Lin T. R: Experimental study of evaporation pressure drop characteristics of refrigerants R134a and R407C in horizontal small tubes. Int. J. of Heat and Mass Transfer 2008, vol. 51, pp. 294-301.
• [19] Protokół Montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową. Sporządzony w Montrealu dnia 16 września 1987 r. Dz. U. z dnia 23 grudnia 1992 r.
• [20] Rajan S.: Comparison of refrigerants R410A and R404A for use in low temperature applications: a computer model study. Ph.D. Tnesiss, Mechanical Engineering in the Graduate College of the University of lllionois at Urbaba-Cnampaiqn, 2011.
• [21] Shah M. M.: A general correlation for heat transfer during film condensation inside pipes. Int. J. of Heat and Mass Transfer 1979, vol. 22, pp. 547-556.
• [22] Son Ch.-R, Lee H.-S.: Condensation heat transfer characteristics of R-22, R-134a and R-410A in small diameter tubes. Heat Mass Transfer 2009, vol. 45, pp. 1153-1166.
• [23] Tang L: Empirical study of new refrigerant flow condensation inside horizontal smooth and micro-fin tubes, University of Maryland at College Park, Ph.D. Thesis 1997, pp. 251.
• [24] The National Archives. Regulation (EC) No. 842/2006 of the European Parliament and of the Council of on certain fluorinated greenhouse gases.
• [25] Thome J. R.: Condensation in plain horizontal tubes: Recent advances in modeling of the transfer to pure fluids and mixture. J. of the Braz. Soc. of Mech Sci&Eng. 2005, vol. 27, no. 1, pp. 23-30.
• [26] Thome J. R., Hajal J. E., Cavallini A.: Condensation in horizontal tubes, part 2: new heat transfer model based on now regimes. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 2003, vol. 46, no. 18, pp. 3365-3387.
• [27] Ustawa o postępowaniu z substancjami zubożającymi warstwę ozonową. Dz. U. nr 52, poz. 537 z dnia 3 marca 2001 r.
• [28] Wang Ch.-Ch.: System performance of R-1234yf refrigerant in air-conditioning and heat pump system - An overview of current status. Applied Thermal Engineering 2014, pp. 1-9.
• [29] Zhao L., Gao P.: Evaluation of zeotropic refrigerants based on nonlinear relationship between temperature and enthalpy. Science in China: Series E Technological Sciences 2006 vol. 49, no. 3, pp. 322-331.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).