Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An investigation of the heat transfer coefficient during refrigerant evaporation

Dutkowski Krzysztof, Kruzel Marcin, Bohdal Tadeusz

Instal

|

2023

|

nr 10

15--20

EN

This study presents the experimental research data on the local heat transfer coefficient during refrigerant expansion evaporation in horizontal pipe minichannel. Heat exchange took place between the heated channel wall and the working fluid flowing inside (R134a and R404A). AISI 316 stainless steel pipe minichannels with an internal diameter in the range of di = 0.64 - 2.30 mm were used. The so-called minichannels are widely used to build miniature heat exchangers. Tests carried out in the range of mass flux density G = 350 - 1400 kg/(m2s) and heat flux density reaching q = 90 kW/m2 allowed to observe the occurrence of the flashing phenomenon, not observed in conventional channels. It has been shown that in the zone covered by the flashing phenomenon, the heat exchange conditions deteriorate, and the value of the local heat transfer coefficient in this zone may drop by up to 50%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych lokalnego współczynnika przejmowania ciepła podczas odparowywania czynnika chłodniczego w minikanale poziomym. Wymiana ciepła odbywała się pomiędzy ogrzewaną ścianką kanału a przepływającym wewnątrz czynnikiem roboczym (R134a i R404A). Zastosowano minikanały rurowe ze stali nierdzewnej AISI 316 o średnicy wewnętrznej w zakresie di = 0,64 - 2,30 mm. Tak zwane minikanały są szeroko stosowane do budowy miniaturowych wymienników ciepła. Badania przeprowadzone w zakresie gęstości strumienia masy G = 350 - 1400 kg/(m2s) i gęstości strumienia ciepła dochodzącej do q = 90 kW/m2 pozwoliły zaobserwować występowanie zjawiska flashingu, nie obserwowanego w konwencjonalnych kanałach. Wykazano, że w strefie objętej zjawiskiem flashingu pogarszają się warunki wymiany ciepła, a wartość lokalnego współczynnika przejmowania ciepła w tej strefie może spaść nawet o 50%.

2

The use of PIV methods in the study of two-phase flows in small diameter channels

Sikora Małgorzata, Ligus Grzegorz

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2022

|

Vol. 6, No 1

85--89

EN

The PIV (Particle Image Velocimetry) method is one of the optical, non-invasive measurement methods for measuring fluid velocity and it can be used in the study of two-phase gas-liquid flows to determine velocity fields. The velocity distribution of the liquid and gas phases influences the formation of two-phase flow structures and, consequently, the mechanisms of energy and moment exchange in the two-phase flow. The article concerns the application of the PIV method in the assessment of hydrodynamic phenomena occurring during two-phase flow realized in pipe minichannels with internal diameters d > 2 mm. Fluorescent marker particles with a density close to that of water were used in the research. The preliminary tests were carried out on the adiabatic water-air mixture. The research aimed to check the applicability of PIV methods also in non-adiabatic flows. As a result of preliminary studies, the velocity maps of the liquid phase, histograms and velocity profiles in the vertical section of the minichannel tested were obtained.

3

Wpływ struktury przepływu na wymianę ciepła w procesie skraplania proekologicznych czynników chłodniczych w minikanałach

Sikora Małgorzata, Bohdal Tadeusz

Instal

|

2022

|

nr 5

20--26

PL

Podczas procesu skraplania w minikanałach następuje zmiana mechanizmów przenoszenia ciepła i masy wynikająca ze zmiany stopnia suchości x i stopnia zapełnienia φ, które wpływają na proces formowania się różnych struktur przepływu. Miarą efektywności energetycznej procesu jest współczynnik przejmowania ciepła α, który zależy od charakteru przepływu dwufazowego. W niniejszym artykule zaprezentowano wpływ formujących się struktur przepływu dwufazowego na proces wymiany ciepła podczas procesu skraplania czynników chłodniczych w poziomych minikanałach rurowych. Badania przeprowadzono dla trzech proekologicznych czynników niskociśnieniowych HFE7000, HFE7100, Novec649, o niskich wskaźnikach ODP i GWP. Proces skraplania zachodził w minikanałach rurowych o średnicy wewnętrznej dh = 2,0; 1,2; 0,8; 0,5 mm.

EN

During the condensation process in the mini-channels, the heat and mass transfer mechanisms change, resulting from the change in the vapor quality x and the void fraction φ, which in turn affect the process of formation of various flow structures. The measure of the energy efficiency of the process is the heat transfer coefficient α, which depends on the kind of the two-phase flow. This article presents the influence of the two-phase flow structures formed during the condensation process in horizontal pipe mini-channels on the heat transfer process. The research was carried out on three pro-ecological low-pressure refrigerants with low ODP and GWP coefficients, HFE7000, HFE7100, and Novec649. The condensation process took place in pipe mini-channels with an internal diameter of dh = 2.0; 1.2; 0.8; 0.5 mm

4

Research methods in the study of heat transfer coefficient during flow in minichannels

Tychanicz-Kwiecień Maria, Grosicki Sebastian

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2021

|

Vol. 5, No 1

59--67

EN

The paper presents the specification of research methods commonly encountered in the studies of heat transfer processes in minichannels. In particular the following methods have been emphasized: electrochemical limiting current method as well as the thermal balance method. In thermal balance method the mean heat transfer coefficient is determined by the set of experimental thermal measurements of the investigated heat exchanger. In turn, limiting current method is based on heat and mass transfer analogy. The discussed research methods have been implemented on two specially designed and constructed test facilities with compact minichannel heat exchangers, which have been presented and described in details. In order to validate the designed setup, the preliminary experimental measurements of two minichannel heat exchangers with hydraulic diameter of 2 mm and rectangular cross sections during single-phase liquid flows have been carried out. In further perspective it is planned to extend the experimental studies of minichannel heat exchangers and to compare the results obtained by both methods described.

5

Heat transfer and pressure drop analysis of automotive HVAC condensers with two phase flows in minichannels

Skiepko Teodor

Engineering Management in Production and Services

|

2021

|

Vol. 13, no. 4

174--188

EN

The air cooled automotive condensers under study are of brazed aluminium tube and center, consisting of one row array of horizontal parallel multi-port flat tubes with louver fins on air side. Each tube is with a number of smooth parallel minichannels for internal flow of refrigerant. The analysis uses decomposition of the condenser along refrigerant flow path into specific different zones as follows: two single phase zones, namely: superheated and subcooled, and a few zones of two phase flow that can appear along some specific condensation paths to be: annular/intermittent/bubble or annular/annular-wavy/intermittent/bubble or annular/wavy/stratified. The approach presented is based on experimental correlations for heat transfer and pressure drop. The heat transfer prediction is performed using ε – NTUo methodology. The results of the analysis refer to overall heat transfer rate, heat transfer in particular zones, pressure gradients heat transfer coefficients, vapour quality, condensation paths.

6

Wykorzystanie metod PIV w badaniach przepływów dwufazowych w minikanałach

Sikora Małgorzata, Ligus Grzegorz

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2021

|

R. 56, nr 6

2--7

PL

Metoda PIV (Particle Image Velocimetry) jest jedną z optycznych, nieinwazyjnych metod pomiarowych służących pomiarowi prędkości płynów i może być wykorzystywana w badaniach przepływów dwufazowych gaz-ciecz w celu wyznaczania pól prędkości. Rozkład prędkości fazy ciekłej i gazowej wpływa na formowanie się struktur przepływu dwufazowego, a w konsekwencji na mechanizmy wymiany energii i momentu w przepływie dwufazowym. Artykuł dotyczy zastosowania metody PIV do oceny zjawisk hydrodynamicznych zachodzących podczas przepływu dwufazowego realizowanego w minikanałach rurowych o średnicy wewnętrznej d > 2 mm. W badaniach zastosowano fluorescencyjne cząstki znacznikowe o gęstości zbliżonej do gęstości wody. Badania wstępne wykonano na mieszaninie adiabatycznej typu woda-powietrze. Celem badań było sprawdzenie możliwości zastosowania metod PIV również w przepływach nieadiabatycznych. W wyniku badań wstępnych otrzymano mapy prędkości fazy ciekłej, histogramy i profile prędkości w przekroju pionowym badanego minikanału.

EN

The PIV (Particle Image Velocimetry) method is one of the optical, non-invasive measurement methods for measuring fluid velocity and can be used in the study of two-phase gas-liquid flows to determine velocity fields. The velocity distribution of the liquid and gas phases influences the formation of two-phase flow structures and, consequently, the mechanisms of energy and moment exchange in the two-phase flow. The article concerns the application of the PIV method to the assessment of hydrodynamic phenomena occurring during two-phase flow realized in pipe minichannels with an internal diameter d > 2 mm. Fluorescent marker particles with a density close to that of water were used in the research. The preliminary tests were carried out on the adiabatic water-air mixture. The research aimed to check the applicability of PIV methods also in non-adiabatic flows. As a result of preliminary studies, velocity maps of the liquid phase, histograms and velocity profiles in the vertical section of the tested minichannel were obtained.

7

Wymiana ciepła podczas procesu skraplania czynnika HFE7000 w pojedynczych minikanałach rurowych

Bohdal Tadeusz, Sikora Małgorzata, Formela Karolina

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2020

|

R. 55, nr 6

21--26

PL

Przejmowanie ciepła w momencie przepływu czynnika chłodniczego przez minikanał jest złożonym procesem, który warunkuje efektywność energetyczną dwufazowej przemiany skraplania. Istotnie, małe średnice kanałów determinują duże wartości współczynników przejmowania ciepła. Niewątpliwie, współczynnik przejmowania ciepła jest również zależny od gęstości strumienia ciepła, czyli parametru określającego intensywność odprowadzenia ciepła do środowiska zewnętrznego [2, 4, 8]. W związku z tym, w artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych transportu ciepła podczas dwufazowego przepływu substanThe heat transfer during the refrigerant flows through the minichannel is a complex proces that conditions the energy efficiency of the two-phase condensation. Indeed, the small diameters of the channels determines the high values of the heat transfer coefficients. Undoubtedly, the heat transfer coefficient is also dependent on the heat flux density, in other words the parameter that determines the intensity of the heat dissipation to the external environment [2, 4, 8]. Therefore, the investigation results of heat transfer during the two-phase flow of HFE 7000 refrigerant in minichannels in the article were presented. The influence of the vapour quality and the mass flux density on the energy efficiency of heat transfer was illustrated. Under averaged condition, the characteristic of the heat transfer coefficient as a function of the single minichannel internal diameter was shown.cji HFE 7000 w minikanałach. Zilustrowano oddziaływanie średniego stopnia suchości pary substancji oraz gęstości strumienia masy na efektywność energetyczną transportu ciepła. W warunkach uśrednionych pokazano również charakterystykę współczynnika przejmowania ciepła w funkcji średnicy wewnętrznej pojedynczego minikanału.

EN

The heat transfer during the refrigerant flows through the minichannel is a complex proces that conditions the energy efficiency of the two-phase condensation. Indeed, the small diameters of the channels determines the high values of the heat transfer coefficients. Undoubtedly, the heat transfer coefficient is also dependent on the heat flux density, in other words the parameter that determines the intensity of the heat dissipation to the external environment [2, 4, 8]. Therefore, the investigation results of heat transfer during the two-phase flow of HFE 7000 refrigerant in minichannels in the article were presented. The influence of the vapour quality and the mass flux density on the energy efficiency of heat transfer was illustrated. Under averaged condition, the characteristic of the heat transfer coefficient as a function of the single minichannel internal diameter was shown.

8

Badanie charakterystyk cieplno-przepływowych skraplania chłodniczych mieszanin zeotropowych w minikanałach

Bohdal Tadeusz, Widomska Katarzyna

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2019

|

R. 54, nr 1

28--34

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 α 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

The paper presents the results of experimental investigations of heat transfer and pressure drop during the condensation of the zeotropic mixture R407C and R410A in pipe minichannels of an internal diameter d = 0,31 ÷ 3,30 mm. The local and average values of heat transfer coefficient α and pressure drop (Δp/L) in the whole range of the change in vapour quality (x = 1 ÷ 0) were calculated. On the basis of the obtained test results there was illustrated the influence of the vapour quality x, the mass flux density G and the inner diameter of channel d changes on the studied parameters. It was shown that there was a marked influence of the properties of the refrigerant on the thermal characteristics of the condensation in pipe minichannels. These results were compared with the calculation results based on the correlations of other authors. The discrepancy range was ± 50%. On the basis of given test results, own correlation was prepared to calculate the heat transfer coefficient and pressure drop of tested refrigerants which brought compatible test results in a range of ± 25%.

9

Application of computer image analyzes in the investigation of refrigerants condensation in minichannels

Sikora Małgorzata, Bohdal Tadeusz

Archives of Thermodynamics

|

2019

|

Vol. 40, no 1

103--114

EN

The image analysis consists in extracting from the information which is available to the observer of the part that is important from the perspective of the investigated process. This process usually accompanies a considerable reduction in the amount of information from the image. In the field of two-phase flows, computer image analysis can be used to determine flow and geometric parameters of flow patterns. This article presents the possibilities of using this method to determine the void fraction, vapor quality, bubble velocity and the geometric dimensions of flow patterns. The use of computer image analysis methods is illustrated by the example of HFE 7100 refrigerant methoxynonafluorobutane condensation in a glass tubular minichannel. The high speed video camera was used for the study, and the films and individual frames received during the study were analyzed.

10

Wybrane zagadnienia modelowania Thermal-FSI określające przepływ płynu i wymianę ciepła na przykładzie benchmarkowego eksperymentu wymiennika ciepła z minikanałami

Badur J., Kornet S., Stajnke M., Ziółkowski P., Ziółkowski J., Jóźwik P., Bojar Z.

Energetyka

|

2018

|

nr 3

154--157

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące modelowania pracy wymiennika ciepła z minikanałami. Wyniki obliczeń numerycznych, a mianowicie: strumienie ciepła oraz temperatury wylotowe, porównano z wynikami benchmarkowego eksperymentu z wykorzystaniem płytowego wymiennika z minikanałami (MPHE). W artykule omówiono wyniki analiz Thermal-FSI dla różnych strumieni masy wody. MPHE składa się z płyt zawierających ponacinane minikanały o przekroju prostokątnym (szerokość – 1 mm, głębokość – 700 μm) i 40 mm długości oraz kolektorów (dolotowe i wylotowe). Przedstawione analizy należy uznać za użyteczne w aspekcie projektowania wymienników ciepła.

EN

Presented are issues concerning selected problems of the advanced thermal-FSI (“Fluid Solid Interaction”) approach to numerical modeling of a heat exchanger with minichannels. Compared are results of numerical calculations relating to heat flux and outlet temperatures with the benchmark experiment data obtained with the use of the Minichannel Plate Heat Exchanger (MPHE). Analysed was the heat transfer between separated mediums for different mass flow rates. The MPHE exchanger contained two gasketed brazed plates with channels of a rectangular cross-section (width – 1 mm, depth – 700 μm, 40 mm length) and inlet and outlet manifolds. The numerical simulation was performed via thermal-FSI procedure with water as the working fluid. Presented analysis should be considered as satisfied and promising in the process of designing new heat exchangers.

11

Zastosowanie komputerowej analizy obrazu w badaniach przepływu dwufazowego w minikanałach

Bohdal T., Sikora M.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2018

|

R. 53, nr 4

20--23

PL

Analiza obrazu polega na wyodrębnieniu z informacji docierających do obserwatora tej ich części, która jest dla niego istotna ze względu na badany proces lub użytkownika. Procesowi temu zazwyczaj towarzyszy znaczna redukcja ilości informacji składających się na obraz [10]. W zagadnieniach przepływów dwufazowych analiza komputerowa obrazu może być wykorzystana do określenia parametrów przepływowych oraz wielkości geometrycznych struktur przepływu. Artykuł przedstawia możliwości zastosowania tej metody do wyznaczania takich wielkości, jak: stopień zapełnienia, stopień suchości x, prędkość pęcherzyka w lub określania wymiarów geometrycznych poszczególnych struktur przepływu. Zastosowanie metod komputerowej analizy obrazu przedstawiono na przykładzie skraplania czynnika chłodniczego HFE 7100 w szklanym minikanale rurowym. Do badań wykorzystano kamerę poklatkową typu i-speed, a analizie poddano filmy i poszczególne klatki otrzymane podczas badań.

EN

The image analysis consists in extracting from the information which are reached to the observer, the part that is for him important from the perspective of the investigated process. This process usually accompanies a considerable reduction in the amount of information from the image [10]. In the field of two-phase flows, computer image analysis can be used to determine flow and geometric parameters of flow patterns. This article presents the possibilities of using this method to determine the void fraction, the vapor quality x, the bubble velocity w and the geometric dimensions of the flow patterns. The use of computer image analysis methods is illustrated by the example of HFE 7100 refrigerant condensation in a glass tubular minichannal. The i-speed camera was used for the study, and the films and individual frames received during the study were analyzed.

12

Thermal-FSI modeling of flow and heat transfer in a heat exchanger based on minichanels

Kornet S., Ziółkowski P., Jóźwik P., Ziółkowski P. J., Stajnke M., Badur J.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 5

373--381

EN

In this paper selected numerical modelling problems for an advanced thermal-FSI ("Fluid Solid Interaction") mini-channel heat exchanger model are presented. Special attention is given to the heat transfer between the separated mediums for different mass flows. Similar modelling problems have also been discussed in the literature dedicated to numerical and theoretical modelling problems for typical heat exchangers [1, 2, 3]. Basic tests, including a comparison with experimental data, have been conducted using a Mini-channel Plate Heat Exchanger (MPHE). The MPHE was made out of two gasketed brazed plates with 40 mm long rectangular cross section channels (width - 1 mm, depth - 700 μm). The thermal-FSI analysis was applied for the heat exchanger model with one hot and one cold water flow passage through the mini-channels. Satisfactory agreement between the modelling results and the experimental data [4] was obtained.

13

Modeling the instabilities of the condensation process of the R134a and 404A refrigerants in pipe minichannels in the conditions of periodic hydrodynamic disturbances

Kuczyński W., Denis A.

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2017

|

Vol. 1, No 2

179--187

EN

In the present paper, an attempt was made to model the periodic hydrodynamic instabilities of the condensation process of a refrigerant in pipe minichannels. For this purpose, a homogenous thermodynamic model with an equilibrium condition on both sides was used, which was based on the equations of the balance of the mass, momentum and energy. These equations were used for numerical modeling of flow disturbances with a phase change. This model takes into account the complexity of multiphase flows. The accuracy of the model calculations was verified by means of the experimental results obtained. A satisfactory compliance was found for this comparison, which confirms the usefulness of the computational model proposed for the determination of the influence of periodically generated hydrodynamic disturbances on the condensation process of R134a and R404A refrigerants in pipe minichannels.

14

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

Bohdal T., Sikora M., Widomska K.

Instal

|

2017

|

nr 9

50--55

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%.

15

Propagacja niestabilności temperaturowych podczas skraplania czynnika chłodniczego R404A w mini kanałach

Kuczyński W., Denis A.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2017

|

R. 52, nr 1-2

20--27

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.

16

Przegląd badań dotyczących obliczania oporów przepływu w kanałach o małej średnicy

Pietrzak M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 1

34--35

PL

Na podstawie aktualnego przeglądu literaturowego przedstawiono wyniki analizy metod obliczania oporów przepływu w mini- i mikrokanałach. Zwrócono uwagę na problem właściwego doboru korelacji obliczeniowych, ponieważ metody odpowiednie dla konwencjonalnych kanałów nie mogą być wprost zastosowane w przypadku mini- i mikrokanałów. Wskazano procedury obliczania oporów przepływu.

EN

Analysis results of methods used for the calculation of frictional pressure drop in mini- and microchannels based on the current state-of-the-art are presented in the paper. A selection of appropriate calculation correlations appears in case of mini- or microchannels. This difficulty stems from the fact that calculation methods developed for conventional channels cannot be directly applied to channels with a smaller internal diameter. The procedures for the calculation of frictional pressure drop are indicated.

17

Charakterystyka propagacji fali ciśnieniowej podczas procesu skraplania czynników chłodniczych R404A i R134a w minikanałach rurowych w warunkach periodycznych zakłóceń hydrodynamicznych

Kuczyński W., Denis A.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2016

|

R. 51, nr 12

18--26

PL

W procy podjęto próbą modelowania propagacji fali ciśnieniowej wywołanej niestabilnością hydrodynamiczną o charakterze periodycznym podczas procesu skraplania czynników chłodniczych R404A / R734a w minikanałach rurowych. W tym celu zastosowano jednorodny, dwupłytowy model oparty na równaniach bilansu: masy, padu. Model ten ujmuje złożoność przepływów wielofazowych. Wymianą ciepła pomiędzy fazami w procesie skraplania obliczono wykorzystując jednowymiarową postać równania Fouriera. Uwzględniono również zależność określającą międzyfazowe napięcia powierzchniowe przepływu w minikanałach.

EN

In the present paper, an attempt was undertaken to model the propagation of a pressure wave triggered off with hydrodynamic instabilities of a periodic nature in the condensation process of the R404A and R134a refrigerants in pipe mini-channels. A homogenous transient two-fluid model was used based on balance equations. The model presents the complexity of multi-phase flows, The heat exchange between the phases in the condensation process was calculated using the one-dimensional form of Fourier's equation. The dependence which defines the interfacial the drag forces for the flow in mini-channels was also taken into consideration. The results of the numerical calculations were verified with experimental investigations and satisfactory compliance was obtained.

18

Validation of the generalized model of two-phase thermosyphon loop based on experimental measurements of volumetric flow rate

Bieliński H.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 3

109--138

EN

The current paper presents the experimental validation of the generalized model of the two-phase thermosyphon loop. The generalized model is based on mass, momentum, and energy balances in the evaporators, rising tube, condensers and the falling tube. The theoretical analysis and the experimental data have been obtained for a new designed variant. The variant refers to a thermosyphon loop with both minichannels and conventional tubes. The thermosyphon loop consists of an evaporator on the lower vertical section and a condenser on the upper vertical section. The one-dimensional homogeneous and separated two-phase flow models were used in calculations. The latest minichannel heat transfer correlations available in literature were applied. A numerical analysis of the volumetric flow rate in the steady-state has been done. The experiment was conducted on a specially designed test apparatus. Ultrapure water was used as a working fluid. The results show that the theoretical predictions are in good agreement with the measured volumetric flow rate at steady-state.

19

Condensation of refrigerant R407C in multiport minichannel section

Bohdal T., Charun H., Sikora M.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 4

3--18

EN

Analysis of the state of-the-art in research of refrigerant condensation in miniature heat exchangers, so-called multiports, was made. Results of refrigerant R407C condensation in a mini condenser made in the form of two bundles of tubular minichannels from stainless steel with an inside diameter 0.64 mm and length 100 mm have been presented. Two exchangers consisted of four minichannels and 8 minichannels have been investigated. The values of average heat transfer coefficient and frictional pressure drops throughout the condensation process were designated. The impact of the vapor quality of refrigerant and the mass flux density on the intensity of heat transfer and flow resistance were illustrated. A comparative analysis of test results for various refrigerants in both mini heat exchangers were made.

20

Opory przepływu mieszaniny dwufazowej gaz-ciecz w minikanałach

Wacławczyk A., Wacławczyk P., Ulbrich R.

Instal

|

2015

|

nr 9

46--51

PL

Opory przepływu mieszaniny dwufazowej odgrywają kluczową rolę już na etapie projektowania urządzeń, czy instalacji. Warunkują one bowiem właściwą i bezpieczną eksploatację wielu aplikacji. W obecnych czasach zgodnie z trendem miniaturyzacji, projektanci często zmuszeni są do wykorzystywania coraz mniejszych elementów składowych. Kilkumilimetrowe przewody, zwane minikanałami, znalazły szerokie zastosowanie w miniwymiennikach ciepła oraz minireaktorach. W literaturze przedmiotu znajduje się wiele metod obliczeniowych oporów przepływu dwufazowego opracowanych zarówno dla kanałów konwencjonalnych jak i minikanałów. W pracy niniejszej postanowiono przeanalizować jedenaście z nich oraz na podstawie własnych badań wyznaczyć ich dokładności obliczeniowe. Jako najdokładniejszą metodę z analizowanych wyznaczono poprawkę Mishimy-Hibikiego, zaś jako najbardziej uniwersalną model homogeniczny oraz klasyczną metodę Lockharta-Martinellego.

EN

Predicting two-phase pressure drops along the mini tube plays an important role already at the design stage. It defines the proper and safe operating conditions of many devices. Nowadays, the tendency of miniaturization of devices can be observed in nearly all branches of industry. Consequently, there is a need to use smaller and smaller components in the devices. Mini channels are used to construct mini heat exchangers and mini reactors. There are many two‑phase flow pressure drops correlation models prepared for conventional and mini channels reported in literature. In this paper, it was decided to examine eleven of them and based on own research check their calculations accuracy. It was found that the Mishima‑Hibiki model derived from literature offers the possibility of most accurate mathematical modeling. Furthermore, it was also found homogeneous and Lockhart-Martinelli models as the most universal ones.