Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Intensyfikacja procesów wymiany ciepła w wymiennikach stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Cz. 3

Rubik Marian

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2020

|

T. 54, nr 9

15--26

PL

W artykule opisano metody intensyfikacji procesów w wymiennikach ciepła stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na procesy dwufazowe i wpływ ich struktury na intensywność procesu przejmowanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu czynników chłodniczych, Oceniono wpływ modyfikacji powierzchni przekazywania ciepła na temperaturę wrzenia i skraplania oraz opory przepływu czynników przez wymienniki ciepła.

EN

The article describes methods of process intensification in heat exchangers used in refrigeration equipment and heat pumps. Particular attention has been paid to two-phase processes and the influence of their structure on the intensity of the process of heat transfer at boiling and condensation of refrigerants. The influence of modification of heat transfer surfaces on the boiling and condensation temperature and resistance of the factors flowing through heat exchangers has been evaluated.

2

Intensyfikacja procesów wymiany ciepła w wymiennikach stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Cz. 2

Rubik Marian

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2020

|

T. 54, nr 7-8

24--32

PL

W artykule opisano metody intensyfikacji procesów w wymiennikach ciepła stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na procesy dwufazowe i wpływ ich struktury na intensywność procesu przejmowanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu czynników chłodniczych, Oceniono wpływ modyfikacji powierzchni przekazywania ciepła na temperaturę wrzenia i skraplania oraz opory przepływu czynników przez wymienniki ciepła.

EN

The article describes methods of process intensification in heat exchangers used in refrigeration equipment and heat pumps. Particular attention has been paid to two-phase processes and the influence of their structure on the intensity of the process of heat transfer at boiling and condensation of refrigerants. The influence of modification of heat transfer surfaces on the boiling and condensation temperature and resistance of the factors flowing through heat exchangers has been evaluated.

3

Intensyfikacja procesów wymiany ciepła w wymiennikach stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Cz. 1

Rubik Marian

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2020

|

T. 54, nr 6

7--17

PL

W artykule opisano metody intensyfikacji procesów w wymiennikach ciepła stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na procesy dwufazowe i wpływ ich struktury na intensywność procesu przejmowanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu czynników chłodniczych, Oceniono wpływ modyfikacji powierzchni przekazywania ciepła na temperaturę wrzenia i skraplania oraz opory przepływu czynników przez wymienniki ciepła.

EN

The article describes methods of process intensification in heat exchangers used in refrigeration equipment and heat pumps. Particular attention has been paid to two-phase processes and the influence of their structure on the intensity of the process of heat transfer at boiling and condensation of refrigerants. The influence of modification of heat transfer surfaces on the boiling and condensation temperature and resistance of the factors flowing through heat exchangers has been evaluated.

4

Bubble boiling in flow of refrigerating media

Bohdal T.

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2017

|

Vol. 1, No 1

57--64

EN

The paper describes results of investigations of heat transfer and pressure drop during bubbly boiling of refrigerating media. In this article were presented of authors own experimental studies and were proposed new simple calculation model describing bubble boiling in the tubular channel. The author attempts to put forward a simplified description of the process of bubble boiling in a straight pipe. The two-phase one-component (liquid-vapour) system is treated as a continuum governed by the laws of conservation of energy, momentum and mass. The continuum is characterised by parameters that describe the two-phase system, such as density of the two-phase mixture, static void fraction or static equilibrium dryness fraction. In view of engineering applications, a one-dimensional model is used where physical quantities are cross-section averaged. This way the average velocity, pressure, temperature, and so on, are introduced. The results of the proposed model have been compared with the results of the experimental research with satisfactory compliance.

5

Badania intensyfikacji wymiany ciepła podczas wrzenia pęcherzykowego

Nadstawna E., Pastuszko R., Piasecka M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

7746--7754

PL

Niniejszy artykuł dotyczy przeglądu badań intensyfikacji wymiany ciepła podczas wrzenia pęcherzykowego. Badania te związane są z różnego rodzaju powierzchniami i czynnikami wrzącymi, stosowanymi w celu poszukiwania coraz sprawniejszych, a zarazem coraz mniejszych wymienników ciepła. Temat intensyfikacji wymiany ciepła jest zagadnieniem często poruszanym ze względu na postęp techniki w dziedzinie chłodzenia maszyn i urządzeń, zarówno mechanicznych jak i elektronicznych, a także ze względu na rozwój techniki rakietowej, kosmicznej i energetyki. Nowe dielektryczne czynniki wrzące badane są na różnego rodzaju powierzchniach strukturalnych odprowadzających ciepło. Dąży się do uzyskania możliwie dużych gęstości strumienia ciepła dla niewielkich powierzchni odprowadzających ciepło, przy jednoczesnym jak najmniejszym ich przegrzaniu. Do rozwoju badań nad intensyfikacją wymiany ciepła podczas wrzenia pęcherzykowego przyczyniło się wytwarzanie powierzchni wykorzystujących kilka metod intensyfikacji wymiany ciepła, przez co możliwe jest znaczne zwiększenie współczynnika przejmowania ciepła w stosunku do powierzchni gładkich. Zaproponowane własne powierzchnie z układem porów i miniżeber umożliwiają wytworzenie dużej liczby ośrodków nukleacji, co prowadzi do znacznego wzrostu współczynnika przejmowania ciepła.

EN

The article describes the review of studies on pool boiling heat transfer enhancement. The research relates to various surfaces and boiling fluids which are used in the search of more effective and progressively smaller heat exchangers. The subject of pool boiling heat transfer enhancement is a common issue to be discussed in terms of the advancement of the cooling machines and devices, both mechanical and electronic ones, and also due to the progress of rocketry, aerospace and energy. Newer and newer refrigerants to be tested on a variety of surfaces emitting heat are produced. It results in achieving maximal heat fluxes for small surfaces and simultaneous attempts to reduce their superheat. The construction increasingly modified structures contributed to the development of research on the pool boiling heat transfer enhancement. Due to this, it is possible to significantly increase the heat transfer coefficient in relation to smooth surfaces. Own surfaces with the proposed arrangement of pores and minifins make it possible to provide a large number of nucleation sites. This leads to a substantial intensification of the heat flux transferred from the investigated surfaces.

6

Modelling and analysis of stochastic and deterministic behaviors of nucleate boiling

Mosdorf R., Zapolnik L.

Archives of Thermodynamics

|

2007

|

Vol. 28, no. 1

33-50

EN

In the paper two kinds of numerical models of boiling have been investigated (stochastic and deterministic). The nucleate boiling on the horizontal heating surface with randomly located 100 nucleation sites has been considered. The heat fluxes absorbed from heating surface have been calculated for microlayer evaporation, natural convection and transient heat transfer. The impact of stochastic processes of activation and deactivation of nucleation sites on the dynamic properties of heating surface temperature fluctuation has been evaluated. Non-linear methods of data analysis have been applied to analysis of the heating surface temperature changes. In case of single nucleation site a significant difference between character of temperature changes at nucleation site obtained from both models under consideration has been noticed. But in case of 100 nucleation sites randomly located on the heating surface the temperature fluctuations obtained from both models are similar. Results of simulation and analyses of temperature fluctuation show that interaction of deterministic nucleation sites leads to such heating surface temperature fluctuation which is difficult to distinguish from temperature fluctuation generated by the stochastic model. Non-linear methods of data analysis such as largest Lyapunoy exponent and correlation dimension can not recognize the existence of behavior of random activation and deactivation of nucleation sites.

7

Wpływ parametrów powierzchni tunelowej na wymianę ciepła przy wrzeniu pęcherzykowym

Kozioł M., Pastuszko R., Poniewski M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 6s

126-127

EN

The paper deals with the experimental study of nucleate pool boiling heat transfer on tunnel surfaces. The experiments were carried out at atmospheric pressure for the R-123. The influence of foil pores diameter on boiling heat flux was defined.

8

Dynamika pęcherzyków parowych podczas wrzenia proekologicznych czynników chłodniczych

Baran M., Bohdal T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2005

|

Tom 7

117-141

PL

Na podstawie analizy źródeł literaturowych oraz badań własnych stwierdzono, że: 1. Pęcherzyki pary tworzą się na powierzchni grzejnej tylko w pewnych jej miejscach, przy czym liczebność tych miejsc wzrasta ze wzrostem gęstości strumienia ciepła - q. 2. Powstające na powierzchni grzejnej pęcherzyki pary odrywają się ze zmienną częstotliwością. Występowanie tego zjawiska zależy od parametrów procesu wrzenia. 3. Periodyczne zjawisko generacji pęcherzy pary może doprowadzić do cyrkulacji cieczy w pobliżu powstającego pęcherza pary. 4. Podczas wzrostu pęcherza pary następują fluktuacje temperatury w powierzchni grzejnej pod miejscem generowania pęcherzyka. 5. Powstawanie pęcherzyka pary w czasie chwilowego kontaktu cieczy z powierzchnią grzejną powoduje wypychanie cieczy z obszaru przylegającego do rozrastającego się zarodka pęcherzyka. 6. Ze wzrostem rozmiarów pęcherzyka maleje szybkość ruchu jego ścianki aż do momentu, w którym rozpoczyna się proces odrywania się pęcherzyka do filmu parowego. 7. W miarę wzrostu populacji zarodków rośnie prawdopodobieństwo łączenia się, czyli koalescencji pęcherzyków jeszcze przed oderwaniem. 8. W zjawisku koalescencji dwóch pęcherzyków otoczonych cieczą wyróżnić można cztery etapy: " ruch zbliżania, wskutek różnic prędkości obu pęcherzyków, " kontakt, charakteryzujący się odkształceniem pęcherzyków i stopniowym spłaszczeniem filmu parowego, " pęknięcie filmu parowego, " oscylacje pęcherzyka na skutek działania sił powierzchniowych dążących do zmiany jego kształtu. 9. Średnice pęcherzyków pary w chwili oderwania od ścianki jak i częstotliwość ich produkcji są zmiennymi losowymi. Uzyskane wyniki analizy teoretycznej i badań eksperymentalnych będą wykorzystane przez autorów w procesie modelowania matematycznego wrzenia pęcherzykowego w przepływie nowych proekologicznych czynników chłodniczych. Planuje się opracowanie modelu opisującego proces wymiany ciepła i pędu uwzględniający wewnętrzne oddziaływanie pęcherzyków parowych względem siebie i na otaczającą ciecz. Wyniki modelowania zostaną przedstawione w postaci charakterystyk wewnętrznych ujmujących dynamiczne oddziaływanie pęcherzyków i jego wpływ na intensyfikację zachodzącego procesu

EN

The work presents analyses of bubble-formation conditions while bubble boiling. The role and significance of vapour nuclei, the dynamics of bubble growth, the fluid circulation around bubbles, the coalescence and frequency of bubble breaking off the heated surface were taken into consideration. The own results of observation and experimental investigations on the formation and development of vapour bubbles while boiling the environmentally friendly refrigerating media are presented. On the basis of the analysis the conclusions and recommendations were put forward: 1.The vapour bubbles are formed on the heating surface only in certain places, at the same time the number of these places increases with heat flux density increase - q. 2.The vapour bubbles being formed on the heating surface are breaking off at vari-able frequency. The occurrence of this phenomenon depends on the boiling proc-ess parameters. 3.The phenomenon of the periodic formation of vapour bubbles may lead to the fluid circulation in the vicinity of the vapour bubble being formed. 4.While the vapour bubble is growing the temperature of the heated surface on the spot where the bubble is being generated is fluctuating. 5.The formation of the vapour bubble during the instantaneous contact of the fluid with the heating surface makes the fluid to be forced out from the region adjacent to the growing bubble nucleus. 6.As the size of bubble is growing the movement of its wall is slowing down till the bubbles began to break off into the vapour film. 7.The population of nuclei increases with increasing the probability of binding, i.e. coalescence of bubbles just before they were broken off. 8.The phenomenon of coalescence of two bubbles surrounded with fluid can be divided into four stages: (1) approach movement, due to the difference in speed of both the bubbles, (2) contact, characterized by deformation of bubbles and gradual flattening of the vapour film, (3) burst of the vapour film, (4) bubble oscillations due to the reac-tion of surface forces which tend to change its shape. 9.Diameters of vapour bubbles while breaking off the wall and the frequency of their production are random variables.

9

Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego

Bohdal T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2003

|

Tom 5

29-57

PL

Przeprowadzone w ostatnich latach badania wykazują, że ośrodki dwufazowe wykazują interesujące własności falowe [2,5,6,7]. Wywierają one również wpływ na proces wrzenia a szczególnie na jego rozpoczęcie, rozwój, zanik i zakończenie. Jest to szczególnie istotne w przypadku wystąpienia zerowego kryzysu. W celu wyjaśnienia zjawiska wrzenia z punktu widzenia dynamiki procesu, niestabilności, wzajemnego oddziaływania faz i tworzenia się różnych struktur przepływu dwufazowego potrzebne są pomiary zmian parametrów układu w czasie i na długości kanału. Istnieją wszelkie przesłanki (uzasadnione również wcześniejszymi badaniami autora), aby postawić hipotezę, że zjawisko zerowego kryzysu wrzenia w przepływie posiada charakter falowy. Pierwsze pęcherzyki pary powstają w miejscu największego przegrzania cieczy, to jest na końcu ogrzewanego kanału. Rozwój wrzenia następuje w postaci tzw. frontu wrzenia, który przemieszcza się w kierunku przeciwnym do przepływu czynnika z prędkością zależną od przegrzania cieczy przy ogrzewanej ściance. Zanik wrzenia następuje odwrotnie to znaczy najwczśniej zanika na początku ogrzewanego kanału i sukcesywnie postępuje zgodnie z kierunkiem przepływu czynnika. Celem badań eksperymentalnych było jakościowe i ilościowe potwierdzenie możliwości zachodzenia rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego w ogrzewanym kanale w granicach pętli histerezy wymiany ciepła i oporów przepływu. Istotnym było również poznanie właściwości zjawiska dla nowych proekologicznych czynników chłodniczych stanowiących obecnie zamienniki wycofywanych freonów. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań dotyczących histerezy rozwoju i zaniku wrzenia w przepływie w kanałach rurowych można sformułować następujące wnioski: Udowodniono eksperymentalnie możliwość występowania klasycznego zjawiska zerowego kryzysu wrzenia podczas przepływu dla nowych proekologicznych czynników chłodniczych (R134a i R123); uzyskane efekty histerezy wymiany ciepła i oporów przepływu podczas zerowego kryzysu charakteryzują się odmiennymi przebiegami w porównaniu z freonami a zakres ich oddziaływań jest słabszy niż dla freonów. Potwierdzono hipotezę falowego charakteru zerowego kryzysu wrzenia, co jest nowym oryginalnym spojrzeniem na to zjawisko. Bez względu na zastosowany sposób wywołania rozwoju lub zaniku wrzenia pęcherzykowego w przepływie zjawiska te mają charakter falowy. W opisie ujmującym charakter falowy zjawisk wzięto pod uwagę nie tylko prędkość vp przemieszczania się impulsu zmian ciśnienia, ale również prędkość vT frontu wrzenia oraz wzajemne zależności między nimi. Nie bez znaczenia jest zależność tych wielkości od stopnia zapełnienia czynnika chłodniczego w kanale. Prędkość rozwoju lub zaniku wrzenia powierzchniowego w kanale zależy od lokalnego przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance, bez względu na sposób w jaki wywołano to zjawisko. Przeprowadzone badania dotyczyły obszarów stanów metastabilnych i nierównowagowych objętych oddziaływaniem pętli histerezy zerowego kryzysu wrzenia. Błąd uzyskanych wyników pomiarów oszacowano na poziomie 10÷12%. Oprócz walorów poznawczych prezentowanych zjawisk wrzenia pęcherzykowego w przepływie należy podkreślić ich aspekty eksploatacyjne. Zjawiska takie mogą zachodzić nie tylko w parownikach urządzeń chłodniczych (zwłaszcza zasilanych pompowo), ale także w innych układach energetycznych. W warunkach dynamicznych zmian parametrów układu mogą się pojawić niekorzystne właściwości eksploatacyjne objawiające się niestabilnościami.

EN

The report describes results of experimental investigations of heat transfer, and pressure drop during development and fading of bubbly boiling of refrigerating media. These processes are accompanied by the phenomenon of zero boiling crisis connected with the hysteresis of activation of boiling nuclei. It has been confirmed in the course of investigations that the development and fading of boiling possess wave properties. The development of boiling takes place in the form of the so-called boiling front that, originating at the channel exit section, propagates upstream with a velocity depending on the liquid superheat at the heated wall. By analogy the fading of boiling originates at the inlet to the channel and successively propagates downstream. The boiling front propagation velocity in tubular channels was determined. The investigations also led to the evaluation of empirical correlations allowing the determination of the propagation velocity of the pressure impulse giving rise to boiling and the boiling front propagation velocity. The investigations were carried out for new environment-friendly refrigerating media R123 and R134a.

10

Wymiana ciepła przy wrzeniu w szczelinie pierścieniowej

Bohdal T., Baran M.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2003

|

R. 38, nr 8

10-15

PL

Przeprowadzono badania eksperymentalne oraz analizę teoretyczną wymiany ciepła przy wrzeniu pęcherzykowym czynnika chłodniczego R123 w pionowej szczelinie pierścieniowej. Opracowano zależność empiryczną pozwalającą wyznaczać wartości współczynnika przejmowania ciepła w szerokim zakresie zmian parametrów termicznych i przepływowych. Na podstawie porównania wyników badan eksperymentalnych i obliczeń teoretycznych stwierdzono zgodność w przedziale š20%.

11

Rozwój i zanik wrzenia czynnika chłodniczego w kanale

Bohdal T., Dutkowski K.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2003

|

R. 38, nr 6

6-15

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego proekologicznych czynników chłodniczych w kanale rurowym. Procesom tym towarzyszy zjawisko zerowego kryzysu wrzenia związanie z histerezą aktywizacji zarodków. Potwierdzono, że rozwój i zanik wrzenia wykazuje własności falowe. Rozwój wrzenia następuje w postaci tzw. frontu wrzenia, który przemieszcza się przeciwnie do kierunku przepływu z prędkością zależną od przegrzania cieczy przy ogrzewanej ściance. Analogicznie zanik wrzenia sukcesywnie postępuje zgodnie z kierunkiem przepływu czynnika. Badania potwierdziły występowanie histerezy rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego w kanale.

12

Pomiary stopnia zapełnienia czynnika chłodniczego w kanale

Bohdal T.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2003

|

R. 38, nr 1

14-19

PL

Przedstawiono praktyczne zastosowanie cyfrowego przetwarzania i rejestracji obrazu w technice chłodniczej. Podano opis procedury postępowania przy rejestracji i obróbce wyników pomiarów. Zaprezentowano przykładowe wyniki badań eksperymentalnych wraz z ich opracowaniem komputerowym. Pomiary stopnia zapełnienia wykonano dla rozwoju wrzenia pęcherzykowego czynnika chłodniczego w kanale rurowym. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem przegrzania cieczy w kanale wzrasta tempo powstawania pęcherzyków parowych i wartość stopnia zapełnienia.

13

Opory przepływu podczas wrzenia proekologicznych czynników chłodniczych

Bohdal T.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2003

|

R. 38, nr 3

8-14

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych w zakresie oporów przepływu podczas wrzenia pęcherzykowego proekologicznych czynników chłodniczych w rurach poziomych i pionowych. Zaproponowano model obliczeniowy. Wyniki obliczeń porównano z wynikami badań eksperymentalnych uzyskując zadowalającą zgodność obliczeń z eksperymentem w przedziale +20%.

14

Opory przepływu podczas wrzenia pęcherzykowego czynnika chłodniczego w szczelinie pierścieniowej

Bohdal T., Baran M.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2003

|

R. 38, nr 12

4-9

PL

Przedstawiono wyniki badan eksperymentalnych w zakresie spadków ciśnienia podczas wrzenia pęcherzykowego czynnika chłodniczego R123 w rurze pionowej o przekroju szczeliny pierścieniowej. Zaproponowano model obliczeniowy. Wyniki obliczeń porównano z wynikami badan eksperymentalnych uzyskując zadowalającą zgodność obliczeń z eksperymentem w przedziale š20%.

15

Modelowanie procesu przechłodzonego wrzenia pęcherzykowego proekologicznych czynników chłodniczych

Bohdal T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2002

|

Tom 4

241-269

PL

Wrzeniem przechłodzonym (subcooled boiling) nazywa się wrzenie, podczas którego czynnik wrze przy ściance kanału, podczas gdy w rdzeniu kanału jest jeszcze niedogrzany do temperatury nasycenia. Z przypadkami takimi spotykamy się często w kanałach typowych wymienników ciepła, kiedy to dopływająca ciecz posiada temperaturę niższą od temperatury nasycenia Ts (ciecz przechłodzona) podczas gdy temperatura ścianki kanału jest wyższa od Ts [7,15,17]. Proces wrzenia przechłodzonego rozpoczyna się wtedy gdy zarodki wrzenia przy ściance kanału uzyskają odpowiednio duże przegrzanie. Sytuację taką pokazano na rysunku 1. W pracy przedstawiono model teoretyczny przechłodzonego wrzenia pęcherzykowego podczas przepływu w kanale rurowym czynników chłodniczych, pozwalający na określenie wielkości współczynnika przejmowania ciepła i oporów przepływu. Istotną jego cechą jest uwzględnienie składowych gęstości strumienia ciepła w podwarstwie przyściennej wynikających z procesu przewodzenia, oddziaływania upustów ciepła, efektu turbulizacyjnego i przechłodzenia cieczy. Prezentowany model może być wykorzystywany również w zakresie rozwiniętego wrzenia pęcherzykowego i nosi znamiona uogólnionego modelu a wyniki obliczeń zweryfikowano eksperymentalnie dla czynników chłodniczych R134a, R404A, R12 i R22. W zakresie wymiany ciepła uzyskano zadawalającą zgodność obliczeń z eksperymentem w przedziale 20% a w zakresie oporów przepływu 15%. Potwierdzono aplikacyjną przydatność prezentowanego przez autora modelowania przechłodzonego wrzenia pęcherzykowego w przepływie W pracy przedstawiono model teoretyczny przechłodzonego wrzenia pęcherzykowego podczas przepływu w kanale rurowym czynników chłodniczych, pozwalający na określenie wielkości współczynnika przejmowania ciepła i oporów przepływu. Istotną jego cechą jest uwzględnienie składowych gęstości strumienia ciepła w podwarstwie przyściennej wynikających z procesu przewodzenia, oddziaływania upustów ciepła, efektu turbulizacyjnego i przechłodzenia cieczy. Prezentowany model może być wykorzystywany również w zakresie rozwiniętego wrzenia pęcherzykowego i nosi znamiona uogólnionego modelu a wyniki obliczeń zweryfikowano eksperymentalnie dla czynników chłodniczych R134a, R404A, R12 i R22. W zakresie wymiany ciepła uzyskano zadawalającą zgodność obliczeń z eksperymentem w przedziale 20% a w zakresie oporów przepływu 15%. Potwierdzono aplikacyjną przydatność prezentowanego przez autora modelowania przechłodzonego wrzenia pęcherzykowego w przepływie.

EN

The process of bubble boiling is of great significance in refrigeration industry. Among other applications, the boiling mechanism is utilised to obtain low temperatures in heat exchangers. Boiling refrigerants consume heat, decreasing the temperature of the heat exchanger walls, then decreasing the ambience temperature. Compared to single-phase forced convection, the intensity of heat transfer during boiling is considerably larger. This enables the reduction, for example in size and weigh, of the heat exchangers. Design of high performance heat exchangers - technically and economically optimal - requires accurate and experimentally validated computational procedures for the description of boiling. Therefore, further theoretical and experimental investigations are in demand to increase our understanding of the boiling process in refrigeration evaporators [1,11,13,22]. This refers in particular to new environment-friendly refrigerants that supersede old halogen-derivative media (freons). Prompted by both fundamental and applicative aspects, the author undertook a theoretical analysis and experimental investigations of boiling in flows, extending on halogen-derivative media and their ecological substitutes. The present paper is devoted to general methods of modelling the process of subcooled and saturated bubble boiling in flows of refrigeration media. A theoretical model of bubble boiling during the flow of refrigeration media in a tubular channel has been presented. The model enables the determination of the heat transfer coefficient and flow resistance. An essential feature of the model is that it accounts for components of the heat flux density in the boundary sublayer due to convection, interaction of heat sinks and turbulence effects. The presented model is considered to possess a general meaning; computational results have been experimentally validated for five refrigerating media: R134a, R404A, R507, R12, R21 and R22. It is assumed in the proposed model, as in accordance with the Prandtl-Taylor theory, that two regions can be distinguished in the channel flow: laminar boundary sublayer and turbulent core. For a fully developed turbulent flow in the channel, it is the laminar boundary sublayer where the most essential changes of the liquid temperature and velocity take place. Therefore, the effects in the laminar boundary sublayer are decisive for the heat and momentum transfer. Consequently, for a given cross-section of the channel, a constant value of temperature and velocity in the core flow can be assumed. The temperature profile in the thermal boundary sublayer during convective heat transfer can be considered linear as the heat transfer is due to conduction. On the other hand, during flow boiling the emerging vapour bubbles intensify heat and momentum transfer, and as a result, the temperature profile is nonlinear and the thickness of the laminar boundary sublayer is reduced. However, the velocity profile in the laminar boundary sublayer can still be assumed linear, with zero at the wall. Bearing in mind all the above, further considerations will be restricted to the laminar boundary layer, and the processes taking place there.

16

Czas przebywania cieczy w wyparce cienkowarstewkowej podczas jej przepływu w warunkach wrzenia pęcherzykowego

Dziak J., Leszczyńska L.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2001

|

T. 22, z. 3B

379--384

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych czasu przebywania cieczy w wyparce cienkowarstewkowej. Pomiary wykonane bez podgrzewania cieczy w wyparce porównano z wynikami uzyskanymi z wymianą ciepła w warunkach wrzenia. Obliczone wartości liczby Pecleta wskazują na zmniejszenie przemieszania wzdłużnego w cieczy, wraz ze zwiększaniem obciążenia cieplnego powierzchni grzejnej wyparki.

EN

The results of an experimental investigation on residence time of liquid, during its flow in thin-layer evaporator are presented in the paper. Measurements in which liquid was heated up were compared with those without heat exchange. The influence of heat load, during liquid boiling, on liquid flow hydrodynamics was confirmed.

17

Obliczenia numeryczne zmian ciśnienia w ośrodku dwufazowym za pomocą modelu uwzględniającego lepkość objętościową

Bilicki Z., Kosma Z., Kwidzyński R., Ochrymiuk T., Rasmus A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku

|

1999

|

nr 505/1464

15--26

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń przepływu dwufazowego opisanego modelem relaksacyjnym z dwoma ciśnieniami, dla trzech różnych równań domknięcia.

18

Badanie rozwoju wrzenia pęcherzykowego w kanale

Bohdal T.

Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku

|

1999

|

nr 505/1464

27--45

19

Symulacja procesu generacji pęcherzy pary z powierzchni grzejnej

Mosdorf R.

Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 53, nr 9

661-668

PL

Dane eksperymentalne pomiarów czasów odrywania się pęcherzy gazu i fluktuacji ciśnienia we wrzeniu w przepływie pokazują, że szeregi czasowe generowane przez pęcherze charakteryzują się nisko wymiarowymi atraktorami. Rezultat ten pokazuje, że możliwe jest modelowanie dynamiki procesu generacji pęcherzy pary z wykorzystaniem nisko wymiarowych modeli. W pracy modelowano zmiany temperatury w powierzchni grzejnej występujące w procesie wrzenia pęcherzykowego. Równanie przewodnictwa ciepła w powierzchni grzejnej rozwiązywano metodą iteracyjną na dwuwymiarowej siatce przestrzennej w kolejnych przedziałach czasu występującymi pomiędzy kolejno odrywającymi się pęcherzami pary. Wpływ procesu generacji pęcherza pary na rozkład temperatury w powierzchni grzejnej symulowano poprzez zmianę początkowego rozkładu temperatury w powierzchni grzejnej w kolejnych chwilach czasu. Stwierdzono, że wzrost strumienia ciepła dostarczonego do cieczy powoduje, że zmiany temperatury w powierzchni grzejnej pod pęcherzem tworzą dziwne atraktory o wymiarze korelacyjnym zawartym w przedziale od 1 do 2.

EN

Experimental data indicate that frequency of departure bubbles and the fluctuation of pressure in flow boiling may create chaotic time series characterised by low dimension atractors. It allows us to analyse the dynamic of vapour bubble behaviours using low dimension models. The heating surface temperature fluctuation during nucleate boiling in two dimension models has been analysed. Heat transfer equation during period of time between departure of bubbles in the area of heating surface has been solved. It has been assumed that when the heat flux supplied to the liquid exceeds critical value q the process of nucleate vapour bubble starts. The value of q-qc has been used for defining the impact of vapour bubble generation process on temperature function in the heating surface. Increasing of the heat flux above q causes the chaotic changes of frequency of departure bubbles and value q. It has been showed that changing the temperature inside the heating surface is characterised by correlation dimension between 1 and 2.

20

Mikroskopowe badania pęcherzy parowych w warunkach wrzenia

Kowalewski T. A., Cybulski A., Pakleza J.

Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 53, nr 9

433-440

PL

Przeprowadzono pomiary dynamiki wzrostu pojedynczych pęcherzy pary o wymiarach rzędu kilkudziesięciu mikrometrów dla dwu cieczy o niskiej temperaturze wrzenia: alkoholu metylowego i PP1 (perfluoro-n-hexan). Obserwacje zabrano na podstawie komputerowych obrazów mikroskopowych pęcherzy tworzących się na gładkiej powierzchni płaskiej oraz na cienkim drucie, w warunkach minimalnego przegrzania cieczy i słabej dynamiki zmian pola temperatury w elemencie grzejnym. Na powierzchni płaskiej pęcherze charakteryzuje początkowe spłaszczenie kształtu, szczególnie silne dla PP1. Przy braku silnego oddziaływania ze ścianką (na drucie) kształt pęcherza pozostaje w czasie całego procesu niemal doskonałym wycinkiem kuli. Rezultaty pomiarów wykorzystano do wyznaczenia kąta przylegania. Stwierdzono liniowy wzrost objętości pęcherza w funkcji czasu od momentu nukleacji do oderwania.

EN

Vapour bubbles of several microns size are investigated with help of computer supported imaging system. Experiments are performed under normal pressure for methyl alcohol and PP1 (perfluoro-n-hexan). Geometry, growth rate and local surface velocities are measured for vapour bubbles rowing both at a heated surface and thin wire. Results indicated strong deformability of bubbles growing at the heated surface, particularly for PP1. Bubbles growing at the wire are almost ideally spherical. Measured growth rate suggested linear dependence of the bubble volume on time.