PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Wyznaczanie współczynnika przejmowania ciepła podczas wrzenia w przepływie dwutlenku węgla

Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Prediction of flow boiling heat transfer coefficient for carbon dioxide in minichannels
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń uzyskane za pomocą własnego modelu półempirycznego dla wybranych danych eksperymentalnych dla wrzenia w przepływie dwutlenku węgla. Metoda obliczeniowa została zweryfikowana z danymi eksperymentalnymi Docoulombiera i innych (2011) oraz Mastrullo i innych (2009). Badania eksperymentalne dotyczą pełnego zakresu zmienności stopnia suchości oraz zakresu prędkości masowej G=2001200 kg/m2s. Rozwijany od lat w Katedrze Energetyki i Aparatury Przemysłowej Politechniki Gdańskiej model wrzenia w przepływie wykorzystuje do modelowania wymiany ciepła wyrażenie opisujące opory przepływu dwufazowego. W przedstawionych w pracy obliczeniach wykorzystano do tego celu dwa modele tj. Müllera-Steinhagena i Hecka oraz Friedela. W pracy pokazano również wpływ napięcia powierzchniowego na obliczenia oporów przepływu i wymiany ciepła oraz modyfikację naprężeń stycznych na granicy rozdziału faz.
EN
In the paper presented is the analysis of the results of calculations using a model to predict flow boiling of carbon dioxide. The model was verified with the experimental data due to Docoulombier et al. (2011) and Mastrullo et al. (2009). The experimental research was conducted for a full range of quality variation and a relatively wide range of mass velocity. The aim of present study was to test the sensitivity of development model of two-phase flow multiplier and the nonadiabatic effects. For that purpose two models have been analyzed namely due to Müller-Steinhagen and Heck correlation, Friedel correlation and introducing into the model the so called blowing parameter. Furthermore, in the paper shows the behavior of the heat transfer coefficient, when effect of bubbles generation is omitted and when the impact of flow resistance is omitted. In addition, the work shows the importance of taking into account in the calculation of the structure surface tension.
Rocznik
Strony
28--34
Opis fizyczny
Bibliogr. 34 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej
  • Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej
Bibliografia
  • [1] Zhao X., Bansal P.K., Flow boiling heat transfer characteristic of CO2, at low temperatures, Int. J. Refrigeration, 30, 937-945, 2007
  • [2] Cooper M.G., Heat flow rates in saturated nucleate pool boiling - A wide ranging examination using reduced properties. Avd. Heat Transfer, 16, 157-239, 1984
  • [3] Gungor K.E., Winterton R.H.S., Simplified general correlation for saturated flow boiling in tubes and annuli, Int. Heat Mass Transfer, 29 351-358, 1986
  • [4] Jung D.S. McLinden M, Radermacher R., Didion D., A study of flow boiling heat transfer with refrigerant nurtures Int. J. Heat Mass Transfer 32 (9), 1751-1764
  • [5] Kandlikar S.G., A general correlation for saturated two-phase flow boiling horizontal and vertical tubes Trans ASME, 112, 219-228,1990
  • [6] Liu Z., Winterton R.H.S., A general correlation for saturated and subcooled flow boiling m tubes and annul, based on a nucleate pool boiling equation. Int. J. Heat Mass Transfer, 34, 2759-2766, 1991 [7] Kattan N., Thome J.R., Favrat D., Flow boiling in horizontal tubes Part-3: Development of heat transfer model based on flow patterns, J. Heat Transfer, 120, 156-165, 1998
  • [8] Yoon S.H., Cho E.S., Hwang Y.W., Kim M.S., Min K., Kim Y., Characteristics of evaporative heat transfer and pressure drop of carbon dioxide and correlation development. Int. J. Refrigeration, 27, 111-119, 2004
  • [9] Mastrullo R., Mauro A.W., Rosato A., Vanoli G.P., Carbon dioxide heat transfer coefficients and pressure drops during flow boiling: Assessment of predictive methods, Int. J. Refrigeration, 33, 1068-1085, 2010
  • [10] Mastrullo R., Mauro A.W., Rosato A., Vanoli G.P., Carbon dioxide local heat transfer coefficients during flow boiling in a horizontal circular smooth tube, Int. J. Heat Mass Transfer, 52, 4184-4194, 2009
  • [11] Shah M.M., Chart correlation for saturated boiling heat transfer: equations and further study. ASHRAE Trans, 88, 185-196, 1982
  • [12] Steiner D., Taborek J., Flow boiling heat transfer in vertical tubes correlated by an asymptotic model. Heat Transfer Eng., 13, 43-67, 1992.
  • [13] Panek J., Evaporation heat transfer and pressure drop in ozone-safe refrigerants and refrigerant oil-mixtures, M.S. thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign, 1992
  • [14] Cheng L., Ribatski G., Quiben J.M., Thome J.R., New prediction methods of CO2 evaporation inside tubes: Part l-A two-phase flow pattern map and a flown pattern based phenomenological model for two-phase flow frictional pressure drops, Int. J. Heat Mass Transfer, 51, 111-124, 2008
  • [15] Fang X., Zhou Z., Li D., Review of correlations of flow boiling heat transfer coefficients for carbon dioxide, Int. J. Refrigeration, 36, 2017-2039. 2013.
  • [16] Pamitran A.S., Choi K.-II, Oh J. -T, Nasruddin. Evaporation heat transfer coefficient in single circular small tubes for flow natural refrigerants of C3H8NH3 and CO2, Int. Multiphase Flow, 37, 794-801, 2011.
  • [17] Wattelet J.P., Chato J.C, Souza A.L, Christoffersen B.R., Evaporative characteristics of R-12, R-134a, and a mixture at low mass fluxes. ASHRAE Trans., 94(Part l), 603-615, 1994
  • [18] Tran T, Wambsganss M.W., France D.M., Small circular-and rectangular channel boiling with two refrigerants, Int. J. Multiphase Flow. 22, 485-498, 1996
  • [19] Kandlikar S.G., Steinke M.E., Predicting heat transfer during flow boiling in minichannels and microchannels. ASHRAE Trans., 109, 667-676, 2003.
  • [20] Docoulombier M., Colasson S., Bonjour J., Haberschill P., Carbon dioxide flow boiling in a single microchannel - Part II: Heat transfer, Exp. Thermal Fluid Sci., 35, 597-611, 2011.
  • [21] Chen J. C., A correlation for boiling heat transfer to saturated fluid in convective flow, ASME Paper 63-HT-34, 1963.
  • [22] Satitoh S., Daiguji H., Hihara E., Correlation for boiling heat transfer of R-134a in horizontal tubes including effect of tube diameter, Int. J. Heat Mass Transfer, 50, 5215-5225, 2007
  • [23] Wang J., Ogasawara S., Hihara E., Boiling heat transfer and air coil evaporator of carbon dioxide, Int. Proceedings of the 21st IIR International Congress of Refrigeration, 2003.
  • [24] Hihara E., Tanaka S., Boiling heat of carbon dioxide in horizontal tubes. In: Proceedings of the IIR Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids, 279-284, 2000.
  • [25] Mikielewicz J., Semi - empirical method of determining the heat transfer coefficient for subcooled saturated boiling in a channel, Int. J. Heat Transfer, 17, 1129-1134, 1973.
  • [26] Tesmar J., Uogólniony półempiryczny model procesu wrzenia w przepływie w kanałach o konwencjonalnej i małej średnicy. Praca doktorska. Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, 2008.
  • [27] Andrzejczyk R., Badania wpływu efektu nieadiabatyczności na opory przepływu podczas kondensacji w minikanałach Praca doktorska. Politechnia Gdańska, Wydział Mechaniczny, 2013
  • [28] Mikielewicz D., Mikielewicz J., A common method for calculation of flow boiling and flow condensation heat transfer coefficients in minichannels with account of non-adiabatic effects, Heat Transfer Engineering, vol. 32 (13-14), 1173-1181, 2011.
  • [29] Mikielewicz D., Andrzejczyk R., Wajs J., Mikielewicz J., A general method or calculation of two - chase flow pressure drop In flow boiling and flow condensation, ECI8th Int. Conference on Boiling and Condensation Heat Transfer, 3-7 June 2012, Lausanne, Switzerland.
  • [30] Friedel L., Improved friction pressure drop correlations for horizontal and vertical two-phase pipe flow, European Two - Phase Flow Group Meeting, Paper E2, Ispra, Italy, 1979.
  • [31] Refprop v. 9.0, National Institute of Standards (NIST), 2010.
  • [32] Kandlikar S.G., A general correlation for saturated flow boiling heat transfer inside horizontal and vertical tubes; The Winter Annual Meeting of the ASME Boston, Mass., December 13-18, 1987.
  • [33] Thome J.R., Boiling of new refrigerants: a state-of-the-art review Int. J. Refng., 19, 7, 435-457, 1996
  • [34] Kew P., Cornwell K., Correlations for the prediction of boiling heat transfer in small diameter channels. Applied Thermal Engineering, 17, 8-10, 705-715, 1997.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-583f4039-63d9-4536-8ebc-5809d82220d4
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.