Badania eksperymentalne oporów przepływu podczas skraplania proekologicznego czynnika chłodniczego w minikanałach rurowych

• Autorzy: Bohdal T. , Charun H. , Sikora M.

Warianty tytułu

EN

Pressure drop during condensation of refrigerant R134a in pipe minichannels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wiele ośrodków światowych zajmuje się konstrukcją i eksploatacją kompaktowych urządzeń chłodniczych. Jest to zgodne z trendem zapoczątkowanym w XX wieku i nadal kontynuowanym, zmierzającym do stosowania urządzeń technicznych materiało- i energooszczędnych oraz przyjaznych środowisku. W przypadku sprężarkowych urządzeń chłodniczych problem dotyczy przede wszystkim budowy sprężarek i wymienników ciepła. Wymienniki ciepła powinny być tak zaprojektowane, aby przy użyciu stosunkowo małej ilości czynnika chłodniczego w instalacji można przekazać dużą gęstość strumienia ciepła, przy wysokiej efektywności energetycznej. Oznacza to, że zapotrzebowanie na energię napędową czynnika chłodniczego i chłodzonego powinno być możliwie małe, a to jest z kolei związane z małymi oporami przepływu w układzie kanałów wymiennika. Opracowanie prezentuje wyniki badań eksperymentalnych spadku ciśnienia w przepływie dwufazowym czynnika chłodniczego R134a (zamiennik R12) podczas jego skraplania w minikanałach rurowych skraplaczy kompaktowych.

EN

Many research centers all over the world are dealing with the structure and operation of compact refrigerating devices. This is in line with the trend of 21st century, which is moving towards the use of energy-saving and environ mentally friendly technical equipment. The present study covers the results of investigations of a pressure drop in a two-phase flow of the R134a refrigerant (an R12 substitute) during its condensation in pipe minichannels in compact condensers. The investigation results of environmentally friendly refrigerant R134a condensation in minichannels with internal diameter d = 0.1÷3.3 mm were presented. The authors established local and average pressure drops in the whole range of quality (x = 0÷1). The influence of the quality and mass flux on pressure drop was illustrated. The results of experimental investigations were compared to the results of calculation according to correlations proposed by other authors. The authors obtained many experimental results in this range, with was essential to make their owns correlation. The pressure drop in two-phase flow during condensation of refrigerant R134a is dependent on: the type of agent, process parameters and the structure of two-phase flow. In the literature there are no generalized maps of structures for two-phase flow of refrigerants, which significantly limits the choice of an appropriate correlation in the design of compact condensers. As a result of systematic experimental studies of condensing refrigerant R134a in smooth pipe minichannels (stainless steel) with an inside diameter d = 0.31÷3.3 mm a database of measurements of average and local values of pressure drop in pipe minichannels (within the range of parameters: ts = 30÷40°C, x = 0÷1, (w?) = 0÷1200 kg/(m2źs) was obtained. They have been used for development of on, author's correlation (8) for determination of pressure drop under these conditions.

Słowa kluczowe

PL

czynnik chłodniczy; skraplanie; wymienniki ciepła

EN

refrigerant; liquefaction; heat exchangers

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Tom 13
• Strony: 347--359
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Bohdal T.

autor

Charun H.

autor

Sikora M.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Mehendale S.S., Jacobi A.M., Shah R.K.: Fluid flow and heat transfer at micro- and meso-scales with application to heat exchanger design. Applied Mechanics Reviews. vol. 53, No. 7, pp. 175÷193. 2000.
• 2. Kandlikar S.G.: Microchannels and minichannels – history, terminology, classification and current research needs. First International Conference on Microchannels and Minichannels. New York 2003.
• 3. Cavallini A., Doretti L., Matkovic M., Rossetto L.: Update on condensation heat transfer and pressure drop inside minichannels. Proc. Of ICMM2005, 3 rd International Conference on Microchannels and Mini-channels, Toronto 2005.
• 4. Lockhart R.W., Martinelli R.C.: Proposed correlation of data for isothermal two-phase, two-component flow in pipes. Chem. Eng. Prog. vol. 45, No. 1, pp. 39÷45. 1949.
• 5. 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.
• 6. Coleman J.W., Garimella S.: Two – phase flow regimes in round, square and rectangular tubes during condensation of refrigerant R134a. Int. Journal Refrigeration, vol. 26, No. 1, pp. 117÷128. 2003.
• 7. Cavallini A., Censi G., Del Col D., Doretti L., Longo G.A., Rossettol.: Condensation of halogenated refrigerants inside smooth tubes. HVAC and Research. vol. 8, No. 4, pp. 429÷451. 2002.
• 8. Kandlikar S.G., Garimella S., Li D., Colin S., King M.R.: Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels. Elsevier. 2006.
• 9. Ghiaasiaan S.M.: Two m- phase flow, boiling and condensation in conventional and miniature systems. Cambridge University Press. 2008.
• 10. Sun L., Mishima K.: Evaluation analysis of prediction methods for two – phase flow pressure drop in minichannels. Int. Journal of Multiphase Flow. vol. 35, pp. 47÷54. 2009.
• 11. Bohdal T., Charun H., Kuczyński W., Sikora M.: Investigation of heat exchange and flow resistances during condensation of refrigeration media in minichannels, XIX International Symposium, Research-Education-Technology, Bremen, pp. 118÷121.
• 12. 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. 2001.
• 13. Garimella S.: Condensation flow mechanisms in microchannels: basis for pressure drop and heat transfer models. Heat Trans. Eng. vol. 25, No. 3, pp. 104÷116. 2004.
• 14. Zhang M., Webb R.L.: Correlation of two-phase friction for refrigerants in small-diameter tubes. Exp. Thermal and Fluid Science. vol. 25, pp. 131÷139. 2001.
• 15. Baroczy C.J.: Correlation of liquid fraction in two-phase flow with application to liquid metals. Chemical Engineering Progress Symposium, vol. 61, no. 57, pp. 179÷191. 1965.