При кипении хладагента внутри горизонтальной трубы имеются две зоны теплообмена: зона пузырькового кипения, охватывающая пузырьковый, снарядный, волновой и расслоенный режимы, и зона конвективного теплообмена, включающая кольцевой и дисперсный режимы. На входном участке трубы при низких значениях массового паросодержания х и, следовательно, малых скоростях потока коэффициент теплоотдачи ссф зависит главным образом от плотности теплового потока qF, отнесенного к внутренней поверхности трубы, и почти не зависит от массовой скорости хладагента wp и массового паросодержания х (зона пузырькового кипения).

С ростом массового паросодержания скорость потока возрастает и начиная с некоторого значения х^ определяет интенсивность процесса теплоотдачи (зона конвективного теплообмена). В этой зоне коэффициент теплоотдачи зависит от wp и х и не зависит от qF . Теплоотдача в каждой из зон описывается различными зависимостями. Для зоны пузырькового режима критериальное уравнение для определения средних значений коэффициентов теплоотдачи

Проведя несложные преобразования, получим следующую систему формул для расчета локального коэффициента теплоотдачи от фреона к трубке на участке пузырькового режима кипения при вынужденном движении парожидкостной смеси в горизонтальной трубе Следует отметить, что при расчете локальных значений коэффициентов теплоотдачи значение #ш, согласно, целесообразно принять равным 1,4-10'ь м.

Далее, предполагая, что равенство локальных значений коэффициентов теплоотдачи, вычисляемых по зависимостям, определяет границу между двумя теплообменными зонами, можно подсчитать средние по длине трубы величины а^. Для случая, когда лс,<лгф < х2, в интервале паросодержаний лг, - х^ для получения среднего значения Ct^^ необходимо проинтегрировать в соответствующих пределах выражение для коэффициента теплообмена, вытекающее из, а в интервале паросодержаний х^ - х2 - выражение для <2фконЛОК, определяемое . Если хгр окажется меньше хх на входе в испаритель, то вся рассматриваемая поверхность работает в конвективной зоне, а если дггр больше х2, то вся поверхность теплообмена находится в зоне пузырькового кипения.

Для апробации приведенной выше методики были проведены расчеты для наиболее изученных фреонов R12 и R22. результаты одного из таких расчетов, целью которого являлось определение коэффициентов теплоотдачи по формулам пузырькового и конвективного режимов при тепловой нагрузке 11,6 кВт/м , массовой скорости фреона 250 кг/(м -с) и температуре кипения фреонов 10°С.

Как видно из представленных данных, при указанном режиме работы для фреона R22 имеют место две теплоотдающие зоны, разделяемые граничным паросодержанием ^=0,33, а для фреона R12 ^=0,26. Интегрирование по обеим зонам дает значения средних коэффициентов теплоотдачи ОС^ = 2,275 и 2,112 кВт/м . Расчеты, проведенные по формуле Б.Пьерри, дают следующие результаты для R22: #ф=2,06 и 1,86 кВт/м. Аналогичные результаты получены в широком диапазоне изменения величин тепловых потоков и массовых скоростей воздуха.

Приведенные материалы дают основание использовать рассмотренную выше методологию для получения обобщенных зависимостей, определяющих величины коэффициентов теплоотдачи для большой группы уже разработанных и разрабатываемых хладагентов, которые будут использованы для фреоновых испарителей в новых версиях программы расчета медно-алюминиевых теплообменников «CuAl».