عنوان پایان‌نامه
الگوهای جریان جابجائی چگالشی در لوله های u شکل
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2546;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60806
- تاریخ دفاع
- ۲۶ آذر ۱۳۹۲
- دانشجو
- مسلم مظفری
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی
- چکیده
- در این پژوهش الگوهای جریان دوفازی و نواحی گذار این الگوها برای مبرد R-134a در حین فرآیند چگالش جابه جایی در لوله-های U شکل، به صورت تجربی مشاهده و مورد بررسی قرار می گیرد. سیستم آزمایشگاهی مورد استفاده، یک سیکل تبرید تراکمی بخار مجهز به کلیه ی وسایل اندازه گیری مورد نیاز است. این سیستم شامل یک کندانسور اصلی است که مبرد R-134a از داخل لوله ی مسی آن عبور کرده و چگالیده می شود. قطر داخلی لوله ی مسی 747/7 میلیمتر است. یک بخش شفاف U شکل با قطر داخلی برابر با قطر داخلی لوله ی مسی و قطر انحنای 55 میلیمتر جهت مشاهده ی الگوهای جریان به انتهای کندانسور اصلی متصل است. برای ثبت تصاویر الگوهای جریان در این بخش شفاف از یک دوربین عکس برداری دیجیتال استفاده شده است. به منظور دست یافتن به کیفیت بخار مطلوب در ورودی کندانسور اصلی، از پیش کندانسور و برای کاملاً چگالیده شدن بخار هنگام ورود به دبی سنج، از یک کندانسور ثانویه استفاده کرده ایم. این کندانسورها همگی دو لوله ای از نوع جریان مخالف می باشند و از آب به عنوان سیال خنک کن استفاده می کنند. این آزمایش ها برای دو حالت مختلف قرارگیری لوله ی U شکل (مسیر برگشت جریان توسط برگشتی U شکل، رو به پایین باشد یا رو به بالا) و در هر حالت برای هفت شیب مختلف (زاویه ی بین بردار سرعت مبرد در لوله¬ی ورودی برگشتی U شکل و سطح افقی در جهت مثلثاتی از °90- تا °90+ با فواصل °30) در محدوده ی سرعت جرمی 52 تا kg?(m^2 s) 225 انجام شدند. در مشاهدات صورت گرفته، 9 رژیم جریان مختلف در ناحیه ی برگشتی U شکل در فرایند چگالش شناسایی گردید. در مجموع 404 آزمایش جهت بررسی الگوهای جریان دوفازی انجام شد و 24 نقشه ی الگوی جریان چگالشی برای برگشتی های U شکل (با مشخصات ذکر شده) ترسیم گردیده است. با مقایسه ی نتایج آزمایشگاهی مشاهده میشود که رژیم های جریان مشاهده شده در دو حالت مختلف قرارگیری لوله¬ی U شکل (رو به پایین و رو به بالا) در شیب صفر درجه (حالت افقی) بیشترین تفاوت را دارند. در واقع، علاوه بر شیب قرارگیری لوله ی U شکل، زاویه ی قرارگیری نواحی مرکزی برگشتی U شکل (که به حالت قرارگیری لوله ی U شکل مربوط است، رو به بالا یا رو به پایین) نیز در شکل گیری نوع رژیمهای جریان مؤثر است. واژه های کلیدی: الگوی جریان دوفاز، R-134a ، چگالش، برگشتی U شکل
- Abstract
- This paper presents an experimental study on two-phase flow patterns and their transitions for convective condensing of refrigerant R-134a in U-bend tubes. The experimental set-up was a well instrumented vapor compression refrigeration. This set-up consisted of a test-condenser which all the experiments were carried out on it. The test-condenser is a double pipe counter-flow heat exchanger in which, R-134a flowing inside the inner tube with inside diameter of 7.747 mm is condensed by rejecting heat to cooling water flowing in annulus. A U-type sight glass is mounted at the end of test section for flow pattern visualization. The sight glass, which is made of Pyrex glass, has an inner diameter identical to that of the test section and a bend diameter of 55 mm. A digital camera is used to record flow patterns in the sight glass. In addition, there were a pre-condenser to achieve the required low vapor qualities and an after-condenser for check out the condensation process. The experiments were performed for two different U-bend tube placements (vertical downflow U-bend tube and vertical upflow U-bend tube). In every case, the experiments performed for seven different inclinations (U-bend tubes have been provided with different inclination angles of the direction of fluid flow in entry tube from horizontal, -90° to +90°). Refrigerant mass velocities were in a range of 52 to 225 Kg?(m^2 s) for every inclination. Nine different flow regimes were observed during condensation inside U-bend tubes with different inclinations. Totally, 404 experiments performed and 24 flow pattern maps were plotted for two-phase flow inside U-bend tubes. Analysis of the experimental results showed that, the flow regimes observed for two different cases (vertical downflow and vertical upflow) have the greatest difference in horizontal inclination. Really, for the present range of the experimental conditions, in addition to the U-bend tube placement inclination, central position angle of the curved shape of U-bend tube (related to the U-bend tube placements, vertical downflow or vertical upflow) influences in two-phase flow patterns. Keywords: Flow pattern, R-134a, Condensation, U-bend
