رفتار جوششي مبرد R-600a بر اساس اتلاف اگزرژي در لوله هاي افقي بهبود يافته و صاف

Evaporation behavior of R-600a considering exergy losses in horizontal smooth and enhanced tubes

در مطالعه ي حاضر، به بررسي مشخصه‌هاي افت فشار و ضريب انتقال حرارتي جوششي مبرد هيدروكربني R-600a (ايزوبوتان)درون يك لوله‌ي افقي صاف با قطر داخلي 8.3 mmو يك لوله‌ي ديگر كه سطوح آن به وسيله‌ي يك سري گودي‌ها با الگوي مارپيچ ارتقا يافته است ( لوله‌ي ديمپل (، پرداخته شده است. محدوده‌ي سرعت جرمي kg/m^2 s 368-114 ، محدوده‌ي كيفيت بخار.0/8-0/05 و دماي اشباع ميانگين بينC 38و 42 C است.سطح دروني لوله ديمپل از طريق بهينه سازي سه بعدي سطح كه شامل بيرون زدگي هاي عميق و كم عمق به صورت يكنواخت در جهت افقي بر روي ديواره لوله هستند، طراحي و تغيير شكل داده شده است. مشاهدات آزمايشگاهي به وضوح نشان دادند كه عملكرد انتقال حرارتي با ايجاد گودي‌هاي مارپيچ روي سطح لوله بهبود مي‌يابد. نتايج آزمايشگاهي نشان دادند كه ضريب انتقال حرارت جابجايي لوله‌ي ديمپل 2- 1.29 برابر لوله‌ي صاف است و اين در حالي است كه افت فشار در لوله‌ي ديمپل بين 7% تا 103% بيشتر از لوله‌ي صاف است.همچنين،در طول اين مطالعه با استفاده از ضرايب انتقال حرارت و افت فشار،شاخصه هاي ارزيابي عملكردي كه با نام هاي فاكتور جريمه مازاد و جريمه دماي كلي شناخته مي شوند و راهكاري مناسب براي مرتبط كردن دو ترم جريمه هستند مورد ارزيابي قرار خواهند گرفت.

In the present study, evaporation heat transfer and frictional pressure drops of refrigerant R-600a (iso-butane) inside a helically dimpled tube and a plain tube of internal diameter 8.3mm were measured and analyzed. All tests were performed at different vapor qualities up to 0.8 and average saturation temperatures ranging between 38 and 42℃. Refrigerant mass fluxes varied in the range of 114-368 kg/m2s. The inner surface of the helically dimpled tube has been designed and reshaped through three-dimensional material surface modifications consists of both shallow and deep protrusions which is placed evenly in helical directions on the tube wall. The experimental results show that the heat transfer coefficients of the dimpled tube are 1.29-2 times larger than a smooth tube with a pressure drop penalty just ranging between 7% and 103% larger than the smooth tube. Moreover, Performance Evaluation Criteria (PEC) dubbed Penalty Factor (PF) and Total Temperature Penalization (TTP) boiling inside a helically dimpled tube and a smooth tube were analyzed which are a convenient way to relate the two penalization components and provides a rational method to compare the exergy losses associated with frictional pressure drop and heat transfer coefficient.