عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار در جوشش اجباری R-۶۰۰a با استفاده از سیم پیچ
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوا فضا -مهندسی فضایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74107;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74107
- تاریخ دفاع
- ۲۲ اردیبهشت ۱۳۹۵
- دانشجو
- فرزام علیمردانی خاصلوئی
- استاد راهنما
- مازیار شفائی روشنی
- چکیده
- پایان نامه حاضر جهت بررسی آزمایشگاهی میزان افزایش انتقال حرارت و افت فشار در جوشش جریانی R-600a داخل لوله-های افقی با استفاده از سیم¬پیچ به انجام رسیده است. همچنین بمنظور مقایسه بین نتایج مربوط به انتقال حرارت و افت فشار در لوله صاف نیز جمع آوری گردیده است. در این مطالعه، داده¬های تجربی برای لوله صاف و همچنین لوله¬های دارای سیم¬پیچ از جنس فولاد زنگ نزن با پنج هندسه متفاوت (گام و ضخامت سیم مختلف) جمع¬آوری گردید. در هر آزمایش پارامترهای مختلفی از قبیل دبی جرمی مبرد، دمای سطح خارجی لوله، شار حرارتی، فشار مبرد در نواحی مختلف سیکل و... اندازه¬گیری شد. برای این منظور یک بستر آزمایشگاهی با لوله¬های مسی (قطر داخلی mm1/8) افقی و شامل کلیه ابزارهای اندازه گیری لازم، طراحی، ساخته و نصب گردید و صحت و دقت آن با مقایسه نتایج بدست آمده با روابط تجربی موجود تایید شد. دستگاه آزمایش شامل اجزای اصلی: پمپ، تست اواپراتور، گرم کن اولیه، پیش تبخیر کننده،کندانسور، فلومتر میباشد. محدوده سرعت جرمی مبرد ?kg/m?^2 s 505-2/109، محدوده فشار bar 6-4، محدوده کیفیت بخار 7/0-08/0 و محدوده شار حرارتی ?kw/m?^26/18-1/26 می¬باشد. در بخش لوله صاف، داده¬های آزمایشگاهی با روابط موجود برای ضرایب انتقال حرارت و افت فشار که غالباً برای مبرد¬های غیر هیدروکربنی بدست آمده¬اند، مقایسه شد. رابطه شاه (1982) بهترین تطابق را با داده¬های آزمایشگاهی این مطالعه در ضریب انتقال حرارت جوششی و رابطه فریدل (1979) بهترین تخمین برای افت فشار مبرد R600a در لوله صاف این مطالعه می¬باشد. تحلیل داده¬ها نشان داد که نصب سیم پیچ در داخل لوله افقی (که کاملا به جداره داخلی لوله بچسبد) می¬تواند ضریب انتقال حرارت را حداکثر تا 124% نسبت به لوله صاف افزایش دهد، همچنین گرادیان افت فشار نیز به شدت افزایش می¬یابد، حداکثر و حداقل افزایش به ترتیب، حدود %67/366 و 43% نسبت به لوله صاف رخ دادند.
- Abstract
- In the present work, heat transfer and flow pattern visualization during forced convection evaporation of hydrocarbon R-600a (Isobutane) inside horizontal tube with coiled wire inserts has been experimentally studied. The system consists of a pump, two preheater, the test section, two condenser, flow meter and bypass. The test evaporator was an electrically heated copper tube of 1000 mm length, 8.1 mm inside diameter and a wall thickness of 0.71 mm. Coiled wires with three different wire diameters of 0.5, 1.0 and 1.5 mm and three different coil pitches of 10, 20 and 30 mm were made and used in full length of test evaporator. The test runs were carried out at refrigerant mass fluxes from 109.2 to 505 ?kg/m?^2 s and heat fluxes between 18.6 to26.1?kw/m?^2. The use of coiled wires were found to increase the flow boiling heat transfer coefficients up to maximum value of 124% above the plain tube values with wire coiled having a twist ratio (P?D_in ) of 1.243 and a thickness ratio (e?D_in ) of 0.183. Four different flow patterns were observed and classified as bubbly, stratified, intermittent and annular flow. This study reveals the developments of the flow patterns. Also it was observed that the presence of coiled wire inserts induces disturbance into gas and liquid flows and so that the shape and motion of bubbles and slug are different from those observed in a plain tube. The correlation suggested by Shah gave the best prediction to the flow boiling heat transfer coefficient in the plain tube within the studied ranges.
