Зависимости для определения коэффициентов теплоотдачи и сопротивления при вынужденном движении кипящих фреонов в горизонтальных трубах

Процессы гидродинамики и теплообмена, протекающие при вынужденном движении кипящего фреона в горизонтальных трубах, очень сложны и в настоящее время не поддаются достаточно точному аналитическому описанию. Поэтому в расчетной практике при подборе поверхностей испарителей, как правило, используются многочисленные эмпирические зависимости для определения коэффициентов внутреннего теплообмена, применение которых ограничено типами исследованных фреонов и условиями проведения экспериментов. Рассмотрим некоторые из рекомендуемых расчетных зависимостей.

Автор работ в результате обработки собственных экспериментальных данных и опытных данных многих исследователей, занимавшихся изучением кипения фреонов, установил, что коэффициент теплоотдачи со стороны кипящего фреона к трубке зависит от физических свойств фреонов, удельной тепловой нагрузки qF на внутреннюю поверхность трубки, расхода жидкости (средней массовой скорости фреона в трубе), диаметра трубки, температуры кипения фреона, паросодержания (степени сухости пара) входящего (дг,) и особенно выходящего (лг2) из трубки фреона и концентрации масла во фреоне. На основании проведенного анализа в была предложена критериальная зависимость для определения средних по поверхности коэффициентов теплоотдачи со стороны кипящего фреона
Коэффициенты сип зависят от полноты испарения и имеют следующие значения: для неполного испарения (лгвых < 0,9) с = 910\ п - 0,5; для полного испарения (д:вых - 1) с учетом перегрева на 6"С с = 8,2.10'3, я = 0,4.

Зависимость была рекомендована ASHRAE для расчета воздухоохладителей, работающих на фреонах R12 и R22. Тем не менее ее использование не совсем удобно, так как в определяющие параметры входит величина (Х^, которую нужно вычислить. Поэтому многими авторами были предприняты попытки ее упрощения, конечный итог которых был подведен в.

В этой работе данные автора были обработаны для широкого диапазона температур кипения фреона. В опытах, которые являлись основой для приведенных выше зависимостей, была использована медная труба длиной 1,5 м и внутренним диаметром 12 мм, в которую поступала насыщенная или переохлажденная жидкость. Многообразие формул для определения средних величин осф не является случайным.

Это связано с тем, что ввиду сложности протекающих при движении кипящей жидкости в трубах процессов любой из экспериментальных циклов не может охватить все диапазоны меняющихся факторов и параметров. Дело в том, что теплообмен между поверхностью трубы и движущейся в ней кипящей жидкостью осуществляется с помощью двух механизмов: механизма, обусловленного процессом парообразования, и механизма конвективного переноса теплоты при вынужденном движении однофазной среды. Поэтому значение коэффициента теплоотдачи зависит от интенсивности совокупного действия обоих процессов. Степень влияния каждого из них зависит от турбулентных возмущений, вносимых вынужденным движением, и парообразования, т.е. от соотношения значений скоростей вынужденного движения и плотности теплового потока (или температурного напора).