Eksperymentalna weryfikacja klasycznych metod obliczania oporów przepływu adiabatycznego w minikanałach rurowych

• Autorzy: Dutkowski K. , Charun H.

Warianty tytułu

EN

Experimental verification of classical methods of calculation the resistance of adiabatic two-phase flow in minipipes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oporów dwufazowego przepływu adiabatycznego mieszaniny woda-powietrze w minikanałach rurowych. W badaniach zastosowano osiem minikanałów rurowych o średnicy wewnętrznej dw =1,05-2,30 mm i długości odcinka testowego 300 mm wykonanych ze stali nierdzewnej. Badania przeprowadzono w zakresie parametrów: masowe natężenie przepływu wody 0,65-59 kg/h i powietrza 0,011-0,72 kg/h, udział masowy powietrza w mieszaninie dwufazowej x = 0,0003-0,22, gęstość strumienia masy mieszaniny (wp) = 139-8582 kg/(m2-s). Na podstawie badań eksperymentalnych wykazano, że wykorzystanie klasycznych metod obliczenia oporu przepływu dwufazowego, w tym metod Lockharta-Martinelli'ego oraz Friedel'a sprawdzonych dla kanałów konwencjonalnych, bezpośrednio do minikanałów ma bardzo ograniczone możliwości. Konieczne jest stosowanie poprawek i modyfikacji dla minikanałów.

EN

Article presents results of experimental investigations of resistance adiabatic air - water mixture flow through nimi-pipes. Eight minichannels with internal diameter dw = 1,05-2,30 mm and length of test section 300 mm executed from stainless steel was used. Expe-rimental investigations were conduced in range of parameters: the mass flow rate of water 0,65—59 kg/h, mass flow rate of air 0,011-0,72 kg/h, quality of two-phase mixture x = 0,0003-0,22, mass flux of mixture (wp) = 139-8582 kg/(m2-s). On basis of experimental investigations it can be shown, that the utilization the classical methods of calculation the resistance of two-phase, with use the methods Lockhart-Martinelli as well as Friedel checked for conventional channels, has very limited possibilities. It was confirmed, that for minichannels using new or corrected models is required.

Słowa kluczowe

PL

przepływ dwufazowy; przepływ adiabatyczny

EN

two-phase flow; adiabatic flow

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 43, nr 3
• Strony: 14--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Dutkowski K.

autor

Charun H.

• Politechnika Koszalińska Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa

Bibliografia

• [1] CHEN I.Y., YANG K.-S., WANG C.-C.: An empirical correlation for two-phase frictional performance in small diameter tubes. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 2002, vol. 45, s.3667-3671.
• [2] CHOI K.-T., PAMITRAN A. S„ Oh C.-Y., OH J.-T.: Two-phase pressure drop of R-410A in horizontal smooth minichannels. Int. Journal of Refrigeration, 2008, vol. 31, s. 119-129.
• [3] CHUNG P.M.-Y., KAWAJI M.: The effect of channel diameter on adiabatic two-phase flow characteristics in microchannels, Int. Journal of Multiphase Flow, 2004, vol. 30, s. 735-761.
• [4] HIBIKI T., HAZUKU T., TAKAMASA T., ISHII M.: Some characteristics of developing bubbly flow in a vertical mini pipe. Int. Journal of Heat anf Fluid Flow, 2007, vol. 28, s.1034-1048.
• [5] KAMINAGA F., SUMITH B., MATSUMURA K.: Pressure drop in capillary tube in boiling two-phase flow. First International Conference on Microchannels and Minichannels, New York, 2003.
• [6] KANDLIKAR S. G., BALASUBRAMANIAN R: Extending the applicability of the flow boiling correlations to low Reynolds number flows in microchannel, First International Conference on Microchannels and Minichannels, New York, 2003.
• [7] KANDLIKAR S. G., WILLISTEIN D. A., BORRELLI J.: Experimental evaluation of pressure drop elements and fabricated nucleation sites for stabilizing flow boiling in minichannels and microchannels, 3-rd International Conference on Microchannels and Minichannels, Toronto, Ontario, Canada, 2005.
• [8] KANDLIKAR S. G.: Microchannels and minichannels — history, terminology, classification and current research needs, First International Conference on Microchannels and Minichannels, New York, 2003.
• [9] KANDLIKAR S.G.: Fundamental issues related to flow boiling in minichannels and microchannels, Experimental Thermal and Fluid Science, 2002, vol. 26, s. 389-407.
• [10] KAWAHARA A., CHUNG P.M.-Y, KAWAJI M.: Investigation of two-phase flow pattern, void fraction and pressure drop in a microchannel. Int. Journal of Multiphase Flow, 2002, vol. 28, s. 1411-1435.
• [11] KAWAHARA A., SADATAMI M., OKAYAMA K., KAWAJI M.: Effects of liquid properties on pressure drop of two-phase gasliquid flow through a microchannel. First International Conference on Microchannels and Minichannels, New York, 2003.
• [12] LEE H. J., LEE S. Y: Pressure drop correlations for two-phase flow within horizontal rectangular channels with small heights. Int. Journal of Multiphase Flow, 2001, vol. 27, s. 783 796.
• [13] LEE J., MUDAWAR I: Two-phase flow in high-heat-flux micro-channel heat sink for refrigeration cooling applications: Part I— pressure drop characteristics. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 2005, vol. 48, s. 928-940.
• [14] MAURO A. W, QUIBEN J. M., MASTRULLO R., THOME J. R.: Comparison of experimental pressure drop data for two phase flows to prediction methods using a general model. Int. Journal of Refrigeration, 2007, vol. 30, s. 1358-1367.
• [15] MISHIMA K., HIBIKI T.: Some characteristics of air-water two-phase flow in small diameter vertical tubes. Int. Journal of Multiphase Flow, 1996, vol. 22, s. 703-712.
• [16] ORZECHOWSKI Z., PRYWER J., ZARZYCKI R.: Mechanika płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa, 2001.
• [17] PEHLIVAN K., HASSAN I., VAILLANCOURT M.: Experimental study on two-phase flow and pressure drop in millimeter-size channels. Applied Thermal Engineering, 2006, vol. 26, s. 1506-1514.
• [18] PETTERSEN J.: Flow vaporization of CO2 in microchannel tubes, Experimental Thermal and Fluid Science, 2004, vol. 28, s. 111-121.
• [19] QU W., MUDAWAR I.: Measurement and prediction of pressure drop in two-phase micro-channel heat sink. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 2003, vol. 46, s. 2737-2753.
• [20] SHIN J. S., KIM M. H.: Ań experimental study of condensation heat transfer inside a mini-channel with a new measurement technique. Int. Journal of Multiphase Flow, 2004, vol. 30, s. 311- 325.
• [21]SOBIERSKA E.,KULENOVIC R.,MERTZ R., GROLL M.: Experimental results of flow boiling of water in a vertical microchannel. Experimental Thermal and Fluid Science, 2006, vol. 31, s. 111 119.
• [22] TRIPLETT K.A., GHIAASIAAN S.M., ABDEL-KHALIK S.I, LeMOUEL A., McCORD B.N.: Gas liquid two-phase flow in microchannels. Part II: void fraction and pressure drop. Int. Journal of Multiphase Flow, 1999, vol. 25, s. 395-410.
• [23] VASSALLO P, KELLER K.: Two-phase frictional pressure drop multipliers for SUVA R-134a flowing in a rectangular duct. Int. Journal of Multiphase Flow, 2006, vol. 32, s. 466-482.
• [24] ZHAO T.S., BI Q. C.: Pressure drop characteristics of gas-liquid two-phase flow in vertical miniature triangular channels. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 2001, vol. 44, s. 2523-2534.