Propagacja niestabilności temperaturowych podczas skraplania czynnika chłodniczego R404A w mini kanałach

• Autorzy: Kuczyński W. , Denis A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/8.2017.1-2.2

Warianty tytułu

EN

Modelling of temperature instabilities Turing condensation of R404A refrigerant in pipe minichannels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prędkość propagacji niestabilności temperaturowych jest związana bezpośrednio z przemieszczaniem się tzw. frontu skraplania. Zjawisko to zdefiniowano, jako przemieszczanie się obszaru o pomijalnej małej grubości oddzielającego skraplającą się w mieszaninie dwufazowej parę, od strefy ciekłej dochłodzonych skroplin. Cechą charakterystyczną obszaru rozdziału faz jest gwałtowny spadek temperatury oraz ciśnienia mieszaniny dwufazowej. W przypadku przemiany fazowej skraplania realizowanej w warunkach ustalonych front skraplania przemieszcza się w kierunku przeciwnym do napływającej do kanału pary. W wyniku oddziaływań hydrodynamicznych lub hydrostatycznych kierunek przemieszczania się frontu skraplania jest zależny od tego czy mamy do czynienia z procesem rozwoju czy też zaniku przemiany fazowej skraplania. W publikacji przedstawiono propozycję modelowania prędkości propagacji frontu skraplania w minikanałach rurowych dla czynnika chłodniczego R404A w warunkach oddziaływań niestabilności hydrodynamicznych. Badane średnice minikanałów mieściły się w zakresie dw = 0.64 ÷3.30 mm.

EN

The propagation velocity of temperature instabilities is directly connected with the displacement of the so-called condensation front. This phenomenon was defined as a displacement of on area with a negligently small thickness that separates condensing vapour in a two-phase mixture from the liquid zone of the subcooled condensate. In the case of a phase change of condensation realized in established conditions, the condensation front displaces in the opposite direction to the vapour incoming to the channel. As a result of hydrodynamic or hydrostatic interactions, the displacement direction of the condensation front depends of whether we deal with the process of the development or decay of the condensation phase change. The present study contains a proposal concerning modeling of the propagation velocity of the condensation front in pipe minichannels for the R404A refrigerant in the conditions of the interactions of hydrodynamic instabilities. The diameters examined of minichannels were d = 0.64÷3.30 mm.

Słowa kluczowe

PL

skraplanie; minikanały; niestabilności temperaturowe

EN

condensation; minichannel; thermal instabilities

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 52, nr 1-2
• Strony: 20--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Kuczyński W.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Energetyki

autor

Denis A.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Energetyki

Bibliografia

• [1] Abu-Orabi M.: Modeling of heat transfer in dropwise condensation. International Journal of Heat and Mass transfer, vol. 41, 1997, pp. 81.
• [2] Ardron K.H. Duffey R.B.: Acoustic wave propagation in a flowing liquid -vapor mixture. International Journal Multiphase Flow, vol. 4, 1977, pp. 303-322.
• [3] Atkinson CM., Kytomaa H.K.: Acosutic wave speed and attenuation in suspensions. International Journal Multiphase Flow 18 (4), 1992, pp. 577-592.
• [4] Bandhauer T.M., Agarwal A.,. Garimella A.: Measurement and modeling of condensation heat transfer coefficients in circular microchannels. Journal of Heat Transfer, (128) 2006, pp. 1050-1059.
• [5] Barthau G.: Active nucleation site density and pool boiling heat transfer - an experimental study. International Journal Heat and Mass Transfer, vo. 35, 1992, pp. 271-278.
• [6] Bergles, A. E., and Kandlikar, S. G.: On the Nature of Critical Heat Flux in Microchannels. Journal of Heat Transfer, 127(10), 2005, pp. 101-107.
• [7] Bergles, A.E., Collier, J.G., Delhaye, J.M., Hewitt, G.F., Mayinger F.: Two-phase flow and heat transfer in the power and process industries. Hemisphere Publishing Corporation Washington 1981.
• [8] Bilicki Z., Downar-Zapolski P.: Zjawiska falowe w dwupłynowych i jednorodnych modelach przepływu dwufazowego. Prace INP PAN Gdańsk, no. 94, 1992, str. 19-42.
• [9] Bohdal T., Kuczyński W.: Boiling of R404A Refrigeration Medium Under the Conditions of Periodically Generated Disturbances. Heat Transfer Engineering, vol. 32 , No 5, 2011, pp. 359-368.
• [10] Bruining J., Duijn C.J.: Uniqueness conditions in a hyperbolic model for oil recovery by steam-drive. Computational Geosciences 4, 2000, pp. 65-98.
• [11] Choi K-IL, Pamitran A.5., On J-T, Saito K.: Pressure drop and heat transfer during two-phase flow vaporizator of propane in horizontal smooth minichannels. International Journal of Refrigeration, 32, 2009, pp. 837-834.
• [12] Cieślińki J.T.: Modelowanie wrzenia pęcherzykowego. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2005.
• [13] Ginoux J.J.: Two-Phase Flow and Heat Transfer with Application to Nuclear Reactor Problems. Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Rhode-Saint-Genese, Belgium, 1978.
• [14] Kaslusky S.F., Udell K.,S.: Co-injection of air and steam for the prevention of the downward migration of DNAPLs during steam enhanced extraction: An experimental evaluation of optimum injection ratio predictions. Journal of Contaminant Hydrology 77, 2005, pp. 325-347.
• [15] Kuczyński W., Charun H.: Experimental investigations into the impact of the void fraction on the condensation characteristics of R134a refrig-rant in minichannels under conditions of periodic instability. Archives of Thermodynamics, vol. 32, no. 2,2011, pp. 21-37.
• [16] Kuczyński W., Charun H., Bohdal T.: Impact of periodically generated hydrodynamic disturbances on the condensation efficiency of Rl34a refrigerant in pipe minichannels. Experimental Heat Transfer, vol. 26, issue 1, 2013, pp. 64-84.
• [17] Kuczyński W., Charun H., Bohdal T.: Influence of hydrodynamic instability on the heat transfer coefficient during condensation of R134a and R404A refrigerants in pipe minichannels. International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 55, Issue 4, 2012, pp. 1083-1094.
• [18] Kuczyński, W.: Niestabilności hydrodynamiczne podczas skraplania czynników chłodniczych w minikanałach, Monografia, Wydział Mechaniczny Politechnika Koszalińska, Wydawnictwo Uczelniane PK, Koszalin 2013.
• [19] Mikielewicz J.: Zasady formułowania modeli matematycznych zjawisk cieplno-przepływowych. Biuletyn Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej, nr 84, 1996.
• [20] Nakoryakov, V.E., Pokusaew, B.G., Pribaturin, NA, Shreiber, l.R.: The wawe dynamics in vapor liquid medium. International Journal of Multiphase Flow, vol. 14, no. 6, 1988, pp. 655-671.
• [21] Pawlenko A.N., Tairow E.A., Zhukow U.E., Lewin A.A., Tsoi A.N.: Investigation of transient processes at liquid boiling under nonstationary heat generation conditions. Journal of Engineering Thermophysics, vol. 20, no. 4, 2011, pp. 380-406.
• [22] Peles Y.P., Yarin L.PI. and Hetsroni G.: Steady and Unsteady Flow in a Heated Capillary. International Journal of Multiphase Flow, 27, 2001, pp. 577-598.
• [23] Sobczak M.: Statistics. Second edition, revised. Communications Publishing Houses, Warsaw, Poland, 1994.
• [24] Stewart H.B.: Stability of two-phase flow calculation using two-fluid models. Journal of Computational Physics 33, 1979, pp. 259-270.
• [25] Xu XX, Gong J.: A united model for predicting pressure wave speeds in oil and gas two-phase pipe flows. Journal of Petroleum Science and Engineering 60 (3- 4), 2008, pp. 150-160.

Uwagi

PL

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