Сравнительные расчеты коэффициента теплоотдачи при кипении хладагентов в трубах

DOI: 10.17586/1606-4313-2020-19-2-65-72
УДК 621.565

Сравнительные расчеты коэффициента теплоотдачи при кипении хладагентов в трубах

Кошелев С. В., Сластихин Ю. Н., Эйдеюс А. И.

Ссылка для цитирования: Кошелев СВ., Сластихин Ю.Н., Ейдеюс А.И. Сравнительные расчеты коэффициента теплоотдачи при кипении хладагентов в трубах // Вестник Международной академии холода. 2020. № 2. С.65-72

Аннотация
Статья подготовлена с целью выявления наиболее подходящих для инженерной практики методик расчета коэффициента теплоотдачи (КТО) при кипении хладагентов в горизонтальных трубах с внутренним диаметром  dT> 3 мм. Сделан обзор методик расчета КТО. Обсуждаются условия, при которых методики расчета КТО в макро-каналах можно распространить на мини-каналы. Проведен анализ ряда опубликованных работ, посвященных оценке точности методик предсказания КТО при кипении жидкостей в трубах, выбрано по пять лучших методик. В разных сочетаниях к числу лучших отнесена 21 методика. Пять из них использовано в расчетах с помощью компьютерной программы. Определены средние КТО αci  и по 15 другим методикам для 11 вариантов условий кипения хладагентов R134a, R22, R290, R32, R404A, R407C, R410A, R507. Охвачен диапазон изменения температуры кипения t0= –15…+5 oC, диаметра dT= 6…13,84 мм, массовой скорости wρ= 100…500 кг/(м2·с), плотности теплового потока q= 3750…15000 Вт/м2, массового паросодержания в начале зоны кипения хн = 0,01…0,1  и на выходе хв = 0,9…0,95. Сравнение результатов расчета проводилось по трем показателям, а к наиболее подходящим отнесены методики: которые при одинаковых исходных данных дают наиболее близкие значения среднего КТО; по которым отношения наибольшего КТО к наименьшему во всех вариантах не превышает 1,4 для всех хладагентов; а также локальные КТО по которым имеют наибольшие значения при паросодержаниях х, соответствующих кольцевому режиму потока. Указанным условиям удовлетворяют компьютерная программа со свидетельством №2015610039, а также методики авторов Watteletи др. (1994), Kattanи др. (1998), Fangи др. (2017), хотя последняя не учитывает изменения локальных КТО.

Ключевые слова: хладагенты, кипение, горизонтальные трубы, коэффициент теплоотдачи, методики расчета, выбор.


Читать статью полностью