Режимы течения и теплообмен при кипении движущихся хладонов в миниканалах
![Диссертация: Режимы течения и теплообмен при кипении движущихся хладонов в миниканалах](https://westud.ru/work/2519675/cover.png)
Диссертация
Данные экспериментальных исследований представленные в литературе в настоящее время противоречивы. По одним данным пузырьковое кипение является определяющим механизмом теплообмена в миниканалах, в других работах теплоотдача определяется конвективным механизмом и испарением. Так же отмечается зависимость механизма теплообмена от режимов течения. Влияние капиллярных сил на теплообмен недостаточно… Читать ещё >
Содержание
- Принятые обозначения
- Глава 1. Современное состояние исследований по теплообмену и гидродинамике газопарожидкостных течений в миниканалах
- 1. 1. Теплообмен при кипении в стеснённых условиях
- 1. 2. Расчёт теплообмена при течении двухфазных потоков в каналах
- 1. 2. 1. Теплоотдача при кипении в большом объёме
- 1. 2. 2. Теплоотдача при вынужденной конвекции
- 1. 2. 3. Модели для расчёта теплоотдачи при кипении в каналах
- 1. 3. Классификация режимов течения
- 1. 4. Феноменологические модели режимов течения
- 1. 4. 1. Снарядный режим течения
- 1. 4. 2. Вспененный режим течения
- 1. 4. 3. Кольцевой режим течения
- 1. 5. Выводы, постановка задач исследования
- Глава 2. Экспериментальные установки и методика измерений
- 2. 1. Экспериментальная установка «Фреоновый Контур»
- 2. 2. Экспериментальный участок «сборка прямоугольных каналов» и методика измерений коэффициентов теплообмена
- 2. 3. Экспериментальный участок «прямоугольный канал»
- 2. 4. Экспериментальный участок «кольцевой канал»
- 2. 5. Методика и погрешности измерений
- 2. 5. 1. Измерение температур
- 2. 5. 2. Методика расчёта перепадов давления при двухфазном течении в миниканалах и погрешность измерений давлений
- 2. 5. 3. Погрешность измерений ЭДС
- 2. 5. 4. Погрешность измерений расходов
- 3. 1. Структура парожидкостного потока
- 3. 2. Теплообмен при вынужденном течении
- 4. 1. Кипение хладона 1121 в системе вертикальных прямоугольных каналов без вынужденного течения
- 4. 2. Исследование локальных коэффициентов теплообмена при восходящем течении парожидкостного потока хладона Я21 в вертикальном обогреваемом прямоугольном миниканале
Список литературы
- Balasubramanian, P., and Kandlikar S.G., (2004) «An Extension of the Flow Boiling Correlation to Transition, Laminar and Deep Laminar Flows in Minichannels and Microchannels,» Heat Transfer Engineering, 25 (3), pp. 86−93.
- Barajas, A.M. and Panton, R.L. (1993), The effect of contact angle on two-phase flow in capillary tubes. Int. J. Multiphase Flow 19, N2 pp337−346.
- Baraea D. and Brauner N., (1985), Holdup of the liquid slug in two-phase intermittent flow, Int. J. Multiphase Flow 11,43−49.
- Barnea D., (1987), A unified model for predicting flow pattern transitions for the whole range of pipe inclinations, Int. J. Multiphase Flow 13,1−12.
- Bi Q.C., Zhao T.S., (2001), Taylor bubbles in miniaturized circular and noncircular channel, Int. J. of Multiphase Flow, 27 pp561−570.
- Brauner N. and Barnea D., (1986), Slag-charn transition in upward gas-liquid flow, Chemical Engineering Science, Vol.41, N1, ppl59−164.
- Chen, J., (1966), Correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow, Industrial Engineering and Chemistry Process Design and Development 5,3, pp.322−329.
- Cooper M.G., (1984a) Heat Flow Rates in Saturated Nucleate Pool Boiling A Wide Ranging Examination using Reduced Properties, Advances in Heat Transfer, vol. 16, pp. 157−239.
- Cooper, M.G., (19 846), Saturation nucleation pool boiling a simple correlation, IChemE Symp. Series № 84, pp. 785−793.
- Danilova G.N. and Kupriyanova A.V., Boiling Heat Transfer to Freons C318 and 21, Heat Transfer- Soviet Research, vol. 2(2), 79−83,1970
- Davis E.J. and Anderson G.H., (1966), The incipience of nucleate boiling in forced convection flow, AIChE J V12,774−780.
- Dittus E.J. and Boelter L.M.K. (1930) Publications on Engineering, Univ. California, Berkeley, Vol.2, pp. 443.
- Dukler, A.E., Taitel, Y. 1986, Flow Pattern Transition in gas-liquid systems: measurement and modeling. In Multiphase Science and Technology, Vol.2 (Edited by Hewitt, G.F. Delhaye, J.M. & Zuber, N.), pp-1−94. Hemisphere, Washington, DC.
- Editors Rohsenow W. M., Hartnett J. P., Ganic E.N., (1985), Handbook of Heat Transfer Applications, Second Edition.
- Feldman, A., Marvillet, C., Lebouche, M., 2000, Nucleate and convective boiling in plate fin heat exchangers, Int. J. of Heat and Mass Transfer, Vol. 43, pp. 34 333 442.
- Forster, H. K., and Zuber, N., (1955), «Dynamics of Vapor Bubbles and Boiling Heat Transfer,» AIChE J. 1, pp. 531−535.
- Gnielinski, V., (1976), New Equations for Heat and Mass Transfer in Turbulent Pipe and Channel Flow, International Chemical Engineer, vol. 16, pp. 359−368.
- Govan, A.N., Hewitt, G.F., Richter, H.J. & Scott, A. (1991) Flooding and charnflow in vertical pipes, Int. J. Multiphase Flow 17,27−44.
- Griffith P. and Snyder G.A., (1964), The bubbly-slug transition in a high velocity two-phase flow, MIT Report N5003−29.
- Groenveld, D.C. and Delorme, G.G. J. (1976) Prediction of the Thermal Non-Equilibrium in the Post-Dryout Regime, Nuclear Engineering and Design, Vol 36, pp 17−26.
- Han Ju Lee, Sang Yong Lee, (2001), Heat transfer correlation for boiling flows in small rectangular horizontal channels with low aspect ratios, Int. J. of Multiphase Flow, Vol. 27, pp. 2043−2062.
- Hartnett J.P. and Kostic M. (1989), «Heat Transfer to Newtonian and Non-Newtonian Fluid in Rectangular Ducts,» Adv. Heat Transfer, 19 pp.247−356.
- Hewitt G.F. and Hall Taylor N.S., (1970), Annular Two-Phase Flow, Pergamon Press, Oxford, England.
- Hewitt G.F., (1978), Measurement of Two-Phase Flow Parameters, Academic, London.
- Hohmann C., Stepan P., (2002), Microscale temperature measurement at an evaporating liquid meniscus, Experimental Thermal and Fluid Science, 26 pp. 157 162.
- Jacobi A.M., Thome J.R., (2002), Heat transfer model for evaporation of elongated bubble flows in microchannels, J HEAT TRANSFER, Vol. 124. N 6. — P. 11 311 136.
- Jayanti S., Hewitt G.F., (1992), Prediction of the slug-to-churn flow transition in vertical two-phase flow, Int. J. Multiphase Flow, Vol.18 N6, pp 847−860.
- Kandlikar, S.G. 1990. A general correlation for saturated two-phase flow boiling heat transfer inside horizontal and vertical tubes. Journal of Heat Transfer 112:219 228.
- Kern. D., and Kraus A. D., Extended Surface Heat Transfer, McGraw-Hill, New York, 1972.
- Kew P.A. and Cornwell K., (1997) Correlation for the prediction of boiling heat transfer in small diameter channels, Applied Thermal Engineering 17, 8−10, 705 715.
- Kew, P.A., and Cornwell, K., (1995), Confined bubble flow and boiling in narrow channels, 10th Int. Heat Transfer Conf., Brighton, UK
- Klimenko V.V., (1982), Heat transfer intensity at forced flow boiling of cryogenic liquids in tubes, Cryogenics, v.22,11, p. 569−576.
- Klimenko V.V., 1990, A generalized correlation for two-phase forced flow heat transfer second assessment, Int. J. of Heat and Mass Transfer, v 33, № 10, pp. 2073−2088.
- Marsh W.J. and Mudawar I., (1989), Predictind the onset of nucleate boiling in wavy free-falling turbulent liquid films, Int J Heat and Mass Transfer, Vol. 32, N2,pp361−378.
- McQuillan K.W., Whalley P.B., (1985), Flow patterns in vertical two-phase flow, Int. J. Multiphase Flow 11, 161−175.
- Mishima K., Hibiki T., Nishihara H., (1993), Same characteristics of gas-liquid flow in narrow rectangular ducts, Int. J. Multiphase Flow, Vol.19, ppl 15−124.
- Mishima K., Ishii M., (1984), Flow regime transition criteria for upward two-phase flow in vertical tubes, Int. J. Heat and Mass Transfer vol.27, N5, pp723−738.
- Nakoryakov V.E., Kuznetsov V.V., and Vitovsky O. V, (1992), Experimental Investigation of Upward Gas-Liquid Flow in a Vertical Narrow Annulus, Int. J. Multiphase Flow, vol. 18, pp.313−326.
- Niclin N.J., Wilkes J.L. and Davidson J.F., (1962), Two-phase Flow in Vertical Tubes, Trans. Inst. Chem. Eng., vol.40, pp. 61−68.
- Nishikawa K., Fujita Y., Ohta H. and Hidaka S., (1979), Heattransfer in Nukleate Boiling of Freon, Heat Transfer- Japanees Research 8(3), 16−36.
- Owen D.G., (1986), An experimental and theoretical analysis of equilibrium annular flow. Ph. D. Thesis, Univ. of Birmingham, Birmingham, U.K.
- Hoo- kyu Oh, Masafumi Katsuta, Kohichi Shibata, (1998) Heat transfer characteristics of R 134a in capillary tube heat exchanger, Heat Transfer 1998, proceedings of 11 IHTC Vol6 ppl31−136.
- Radovichich N.A., Moissis R., (1962), The transition from two-phase bubble flow to slug flow, MIT Report N 7−7633−22.
- Robertson, J. M., (1982), The correlation of boiling coefficients in Plate-Fin Heat Exchanger passages with a film flow model, in 7th Int. Heat Transfer Conference Munich, pp341−345.
- Robertson, J. M., Lovergrove P.C., (1983), Boiling heat transfer with Freon 11 in brazed aluminum Plate-Fin Heat Exchangers J. of Heat and Mass Transfer 105.
- Robertson, J.M., (1979), Boiling Heat Transfer with Liquid Nitrogen in Braised-Aluminum Plate-Fin Heat Exchangers, AIChE Symposium Series 75, Vol. 189, 151−164
- Scott D.S., (1963), Advances in Chemical Engineering, Academic Press, vol.9, pl99.
- Shah R.K. and London A.L., (1978), Laminar flow Forced Convection in Ducts, Supplement 1 to Advances in Heat Transfer, Academic, New York.
- Stephan K., (1962), Warmeubergang bei Turbulenter und bei Laminarer Stromung in Ringspalten, Chem. Ing. Tech., vol. 34, pp. 207−212.
- Taitel Y., Barnea D., Dukler A.E., (1980), Modeling flow pattern transition for steady upward gas-liquid flow in vertical tubes, AIChE J. vol.26, pp.345−354.
- Taitel Y., Dukler A.E., (1976), A Model for Predicting Flow Regime Transitions in Horizontal and Near Horizontal Gas-Liquid Flow, AIChE J, vol22, pp47−55.
- Train, T.N., Wambsganss, M.W. and France, D. M., (1996), Small Circular- and a Rectangular Channel Boiling with Two Refrigerants, International Journal Multiphase Flow, 22, pp. 485−498.
- Tran, T.N., Wambsganss, M.W., Chyu, M.C. and France, D.M., (1997), A Correlation for Nucleate Flow Boiling in a Small Channel, Proc. Int. Conf. On Compact Heat Exchangers for Process Industries, pp.291−304.
- Triplett K.A., Ghiaasiaan S.M., Abdel-khalik S.I., LeMouel A., McCord B.N., (1999), Gas-Liquid two-phase flow in microchannels Part II: void fraction and pressure drop. Int. J. of Multiphase Flow vol.25, pp.395−410.
- Tung K.W., Darlange J.Y., (1976), Note on the motion of long bubbles in closed tube influence of surface tension, Acta Mechanica 24, pp-313−317.
- Wadekar, V.V., (1992), Flow boiling of heptane in a plate-fin heat exchanger passage, Compact Heat Exchangers for the Process and Power Industries, ASME HTDv201, pp. 1−6.
- Wallis G.B., (1969), One-Dimensional Two-Phase Flow, McGraw-Hill Book Co., New York.
- Wambsganss M. W., Jendrzejczyk J. A., France D. M, (1991), Two-phase flow patterns and transitions in a small, horizontal, rectangular channel, Int. J. Multiphase Flow 17,327−342.
- Wambsganss, M.W., France, D.M., Jendrzejczyk, J.A., and Train, T.N., (1993), Boiling heat transfer in a horizontal small-diametr tube, Journal of Heat Transfer, 115 (November), pp 963−972.
- White and Beardmore, (1962), The velocity of rise of single cylindrical air bubbles through liquids contained in vertical tubes, Chemical Engineering Science, Vol.17, pp-351−361.
- Zhang J., Giot M., (1995), Phenomenological Modeling of Flow Regime Map in Vertical Gas-Liquid Countercurrent Flows, Proc. Of the First Int. Symp. On Two-Phase Flow Modeling and Experimentation, Rome, Italy, 9−11 October.
- Биркгоф Г., Сарантонелло Э., (1964), Струи, следы и каверны. М. Мир.
- Боброва Г. И., Стасевич Л. А., (1973), Исследование теплообмена при кипении азота в узких каналах, ИФЖ, 25,2, с.227−231.
- Гогонин И.И., (1970), Теплоотдача при кипении хладона 21 в условиях естественной конвекции, Холодильная техника, 3,24−28.
- Гогонин И.И., (2005), Зависимость теплообмена при кипении от свойств и геометрических параметров теплообменной поверхности, Тезисы доклада XXVIII Сибирский геплофизический семинар, Новосибирск, с.63−64.
- Григорьев В. А. Павлов Ю.М. Аметистов Е. В., (1977), Кипение криогенных жидкостей, М. «Энергия» 288с.
- Данилова Г. Н., (1969), Обобщение данных по теплоотдаче при кипении фреонов, Холодильная техника и технология, Вып.8, с.79−85.
- Деев В.И., Архипов В. В. и Новиков В.Н., (1984), Теплообмен при кипении азота в условиях вынужденного течения, Теплоэнергетика, 3 сс 26−29.
- Долгой М.Л., Троянов A.M. и Пузиков Ю.А., (1979) Исследование теплообмена при вынужденном течении азота в горизонтальном канале, Теплообмен при низких температурах, Наукова Думка, Киев.
- Дорощук В.Е., Левитан Л. Л., Ланцман Ф. П., Барановский В. О., (1977), Исследование кризиса теплообмена второго рода в кольцевых каналах с внутренним обогревом, Теплоэнергетика, № 6, стр. 66−71.
- Идельчик И.Е., (1975), Справочник по гидравлическим сопротивлениям M Машиностроение, с. 559.
- Кожелупенко Ю.Д., (1984), Критические (предельные) тепловые потоки при кипении воды и водных растворов в капиллярных и кольцевых каналах в условиях работы систем охлаждения РЭА Автореферат диссертации ктн Одесса.
- Кожелупенко Ю.Д., Смирнов Д. Ф., Коба А. Л., (1982), Кризис кипения недогретой жидкости в узких кольцевых каналах при малых скоростях движения, Тезисы доклада Теплофизика и гидродинамика процессов кипеня и конденсации. Рига, Т.1, С.154−155.
- Крюков А.П., Селянинова Ю. Ю., (2006), Форма межфазной поверхности при плёночном кипении воды на полусфере, труды 4 Российской национальной конференции по теплообмену, т.4, с. 155−158.
- Кузнецов В.В., Шамирзаев A.C., Ершов H.H., (2004) Теплообмен при кипении и режимы восходящего течения в сборке каналов малого размера. 5й Минский Международный форум по тепломассообмену, г. Минск, док. 5−34
- Кузнецов В.В., A.C. Шамирзаев, И. Н. Ершов., (2005), Движение газовых снарядов в прямоугольных каналах малого размера, Тезисы доклада XXVIII Сибирский теплофизический семинар, Новосибирск, с. 125−126.
- Кутателадзе С.С., (1979), «Основы теории теплообмена», Москва Атомиздат, 416с.
- Кутателадзе С.С., (1979), «Основы теории теплообмена», Москва Атомиздат, 416с.
- Кэйс В. М, Лондон А. Л., (1967), «Компактные теплообменники», М., «Энергия «, с. 224.
- Лабунцов Д.А.,(1959), Теплообмен при пузырьковом кипении жидкости, Теплоэнергетика, № 12 с 19−26
- Лабунцов Д.А.,(1960), Обобщенные зависимости для теплоотдачи при пузырьковом кипении в жидкости, Теплоэнергетика, № 12 с81−85
- Петухов Б.С., Генин Л. Г., Ковалёв С. А., (1986), Теплообмен в ядерных энергетических установках. М., Энергоатомиздат, 472 с.
- Петухов Б.С., Розен И. И., Обобщенная зависимость для теплоотдачи при турбулентном течении газа в трубе кольцевого сечения, ТВТ, т.2, сс. 78−81, 1964.
- Сорокин Ю. Л., Кутателадзе С. С., (1946), Парожидкостное течение в трубах и обобщённые координаты для его анализа, Советское Котлотурбостроение, № 2, с 19−25.
- Чернобыльский И. И., Тананайко Ю. М. Теплообмен при кипении жидкостей в кольцевой щели, ЖТФ 1956 Т 26 вЮ с2316−2322.
- Чехович В.Ю., (1973), Экспериментальное исследование гидравлических сопротивлений и теплообмена при кипении и вынужденном движении Фреона-12 в обогреваемых прямоугольных и круглом каналах, диссертация к.т.н. Новосибирск.
- Чиннов Е. А. Кабов O.A., (2006), Двухфазные течения в трубах и капиллярных каналах, ТВТ, т. 44, 5, с. 777−795.