Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal and visualisation study of the hfe7100 refrigerant condensation process

Bohdal Tadeusz, Sikora Małgorzata, Formela Karolina

Acta Mechanica et Automatica

|

2024

|

Vol. 18, no. 1

60--67

EN

Technological advances are contributing to the search for highly efficient energy designs, and increasing interest in compact heat exchangers. Indeed, small channel diameters determine large heat transfer coefficients and condition a significant heat transfer area about the overall volume of the heat exchanger, as well as a smaller amount of refrigerant flowing in the system. Nevertheless, the operat-ing stability and energy efficiency of compact heat exchangers are influenced by two-phase flow structures, which depend on thermal flow parameters. Knowledge of the structures formed during the condensation process is therefore essential for optimising the operation of re-frigeration and air-conditioning equipment. This article presents the results from experimental studies of the HFE7100 refrigerant, from the hydrofluorocarbon group, condensation process in mini-channels with hydraulic diameters dh = 2.0 mm, 1.2 mm, 0.8 mm and 0.5 mm. Thermal flow characteristics were determined, and the forming structures of two-phase flow were recorded. The results of visualisation were subjected to morphological image analysis, based on a special algorithm written in MATLAB software. The algorithm makes it possi-ble to determine the void fraction, which is necessary for calculating the vapour quality, as well as the area of vapour bubbles and their number, directionality and length along the x- and y-axes.

2

Mapy struktur przepływu dwufazowego w procesie skraplania, cz.1 – przegląd literatury

Sikora Małgorzata, Bohdal Tadeusz, Formela Karolina

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2022

|

R. 57, nr 3

21--28

PL

Mapy struktur przepływu pozwalają na łatwą identyfikację rodzaju przepływu dwufazowego bez wglądu do wnętrza kanału. Znajomość struktury przepływu pozwala na optymalizację parametrów pracy parowników i skraplaczy chłodniczych. Jest to związane z faktem, że pewne struktury intensyfikują wymianę ciepła, a inne ją hamują. Podobnie jest z oporami przepływu, co jest bezpośrednio związane z energochłonnością układu chłodniczego lub klimatyzacyjnego. W części pierwszej artykułu zaprezentowano przegląd literatury dotyczący konstrukcji map struktur przepływu dwufazowego nieadiabatycznego. Przedstawiono najważniejsze mapy zarówno dla procesu skraplania w kanałach konwencjonalnych, jak i minikanałach. W części drugiej opisano wyniki badań własnych struktur przepływu dwufazowego podczas skraplania w minikanałach.

EN

Flow structure maps allow to easily identify the type of two-phase flow without looking inside the channel. The knowledge of the flow structure allows for optimizing the operating parameters of evaporators and refrigeration condensers. This is because some structures intensify heat transfer, while others inhibit it. It is similar to the flow resistance, which is directly related to the energy consumption of the refrigeration or air-conditioning system. The first part of the article presents a literature review on the construction of maps of nonadiabatic two-phase flow structures. The most important maps for the condensation process in conventional and mini-channels are presented. The second part describes the results of our studies of two-phase flow structures during condensation in mini-channels.

3

Mapy struktur przepływu dwufazowego w procesie skraplania, cz. 2 – wyniki badań własnych

Sikora Małgorzata, Bohdal Tadeusz, Formela Karolina

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2022

|

R. 57, nr 4

21--24

PL

Mapy struktur przepływu pozwalają na szybką identyfikację przepływu dwufazowego. Znajomość zakresu występowania poszczególnych struktur przepływu pozwala na optymalizację parametrów pracy maszyn i urządzeń. Wynika to z faktu, że część struktur powoduje intensyfikuję procesu wymianę ciepłą a inne ją hamują. Jednak te struktury, które sprzyjają wymianie ciepła powodują równocześnie duże opory przepływu, co wpływa na energochłonność pracy urządzenia. W części pierwszej niniejszego opracowania zaprezentowano przegląd literatury dotyczący konstrukcji map struktur przepływu dwufazowego nieadiabatycznego. Przedstawiono najważniejsze mapy zarówno dla procesu skraplania w kanałach konwencjonalnych jak i minikanałach. Stwierdzono, ze że istnieje znacząca luka informacyjna w zakresie badań wizualizacyjnych struktur i map przepływów dwufazowych skraplania w minikanałach. Mając powyższe na uwadze przeprowadzono własne badania eksperymentalne w zakresie struktur przepływu podczas skraplania w minikanałach, których wyniki zaprezentowano w części drugiej. Zaproponowano również konstrukcje map przepływu dla nowych czynników o niskich wskaźnikach ODP i GWP.

EN

Flow structure maps allow to quickly identify a two-phase flow. The knowledge of the range of occurrence of particular flow structures allows for optimization of the operating parameters of machines and devices. This is because some structures intensify the process of heat exchange, while others inhibit it. However, those structures that favour heat transfer at the same time cause high flow resistance, which affects the energy consumption of the device. The first part of this study presents a literature review on the construction of maps of nonadiabatic two-phase flow structures. The most important maps for the condensation process in conventional and mini-channels are presented. It was found that there is a significant information gap in the field of visualization studies of structures and maps of two-phase condensation flows in mini-channels. With the above in mind, own experimental studies were carried out in the field of flow structures during condensation in mini-channels, the results of which are presented in the second part. The construction of flow maps for new factors with low ODP and GWP rates was also proposed.

4

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.