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

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.

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.